Phycosphère
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La phycosphère correspond au micro-environnement entourant les cellules phytoplanctoniques. C’est une zone enrichie en nutriments et molécules organiques exsudés par la cellule. Cette région dynamique et spécifique est le lieu d'interactions de différentes natures entre bactéries et phytoplancton, telles que le mutualisme, le commensalisme, le parasitisme, l’antagonisme, et la compétition. C’est une interface d'échanges de nombreux métabolites entre les deux organismes, avec la présence de signaux chimiques de communication.
La taille de la phycosphère est directement corrélée à celle de la cellule phytoplanctonique, et peut être affectée par divers paramètres physiques et chimiques tels que la turbulence du milieu ou la nature des exsudats cellulaires [1].
Du fait de la nature des interactions qui s'y produisent, elle est souvent comparée à la rhizosphère des plantes terrestres.
L'exsudation des cellules phytoplanctoniques s'effectue par transport actif ou passif. La nature des exsudats est diverse. Les gaz, solvants, et les molécules hydrophobes de petite taille diffusent passivement à travers les membranes cellulaires [2], tandis que les macromolécules telles que les protéines sont transloquées à l'extérieur de la cellule dès leur synthèse [3]. Le transport de molécules polaires ou chargées telles que les acides aminés requiert des transporteurs membranaires [4], et implique un coût énergétique pour les cellules phytoplanctoniques.
Les caractéristiques physico-chimiques des molécules déterminent leur taux de diffusion à travers la membrane et au sein de la phycosphère. Ainsi, les molécules de plus haut poids moléculaire vont diffuser plus lentement, augmentant ainsi leur temps de résidence au sein de la phycosphère. De même, les molécules hydrophiles vont diffuser dans l'eau de mer plus rapidement que les molécules hydrophobes. Parmi ces molécules hydrophobes, on retrouve un grand nombre de molécules de signalisation [5].
La nature des composés excrétés par les cellules phytoplanctoniques dépend de leur état physiologique. Lors de la phase de croissance, ce sont des molécules solubles de faible poids moléculaire qui sont excrétées [6], et correspondent à un grand nombre de molécules potentiellement chimioattractantes pour les bactéries [7]. Lors de la phase de sénescence, des molécules de plus haut poids moléculaire telles que des protéines, lipides et polysaccharides sont libérés dans la phycosphère, par exsudation ou lyse cellulaire [8].
