Les algues unicellulaires connues sous le nom de diatomées, longtemps soupçonnées de se reproduire de manière asexuée, se sont récemment révélées plus franches que prévu.
Les chercheurs ont découvert que les diatomées se livrent à la reproduction sexuelle - et sont particulièrement susceptibles de le faire en présence du composé ammonium, un déchet généré par la plupart des animaux.
Auparavant, les scientifiques avaient observé les cycles de vie complets dans à peine une poignée d'espèces de diatomées, et même parmi les diatomées bien étudiées, la reproduction sexuelle n'avait jamais été observée, ont écrit les chercheurs dans l'étude, publiée en ligne le 7 juillet dans la revue PLOS ONE.
Cependant, les auteurs de l'étude ont découvert qu'ils pouvaient manipuler la diatomée Thalassiosira pseudonana en changeant ses structures cellulaires pour être mâle ou femelle. Tout ce qu'ils avaient à faire était d'éliminer l'un des facteurs dont la diatomée avait besoin pour se développer - comme la lumière ou le phosphore - puis d'introduire de l'ammonium, et les diatomées se différencieraient en cellules mâles et femelles.
"Nos découvertes résolvent deux mystères persistants qui ont tourmenté les chercheurs en diatomées", a déclaré dans un communiqué la co-auteure Kimberly Halsey, microbiologiste à l'Oregon State University.
"Oui, ils ont des relations sexuelles, et oui, nous pouvons les y faire", a déclaré Hasley.
Les diatomées sont des protistes, un groupe diversifié composé d'organismes unicellulaires dont les corps ont des parois cellulaires et des intérieurs hautement organisés, avec un noyau et un ensemble de structures spécialisées appelées organites. Il existe environ 200 000 espèces de diatomées dans le monde, et on les trouve partout où il y a de l'eau liquide.
Bien que minuscules, les diatomées jouent un rôle important, sinon invisible, dans le cycle du carbone de la Terre - les diatomées marines génèrent de l'oxygène par la photosynthèse - et dans le cycle de la silice, qui représente environ 25% de la croûte de la planète et que les diatomées intègrent dans les structures de leurs parois cellulaires.
Mais on sait très peu de choses sur la façon dont la plupart des diatomées croissent et se reproduisent. T. pseudonana est l'une des deux seules espèces de diatomées dont le génome a été séquencé, ce qui en fait un candidat idéal pour identifier les changements au niveau génétique qui pourraient être liés aux caractéristiques sexuelles - et des études antérieures avaient même identifié des gènes nécessaires à la reproduction sexuelle, mais déterminés qu'ils étaient inactifs, les scientifiques ont rapporté dans la nouvelle étude.
L'ammonium s'est avéré être l'ingrédient manquant. Il a déclenché une cascade de réponses génétiques qui ont produit des structures d'oeuf et de sperme. Mais ce n'était pas tout - plus de 1200 gènes ont également commencé à fonctionner différemment lorsque l'ammonium était présent, bien que les effets de ces changements ne soient pas encore clairs, ont écrit les auteurs de l'étude. Cependant, selon Halsey, identifier l'ammonium comme l'un des facteurs qui poussent les diatomées à se reproduire sexuellement permettra aux scientifiques de continuer à reproduire le comportement afin de l'étudier davantage.
"L'identification de l'ammonium en tant qu'inducteur de la sexualité ouvre potentiellement la porte à de nouvelles voies de recherche sur la sélection et la modification génétique pour contrôler des traits importants", a déclaré Halsey dans le communiqué.
