Sami Zhioua

Introduction

Les cyanobactéries sont des organismes phototrophes que l’on trouve dans les masses d’eau, mais aussi dans les croûtes et surfaces du sol, partout sur la planète. Elles se sont adaptées morphologiquement et physiologiquement à leurs différentes niches, ce qui a donné lieu, entre autres, à des structures spécifiques telles que les hétérocystes (cellules fixant l’azote) ou les akinètes (cellules ressemblant à des spores). En plus de ces adaptations, les cyanobactéries ont acquis ou développé différents métabolites secondaires qui les aident à se défendre contre les brouteurs ou le stress environnemental. Certains de ces métabolites sont appelés cyanotoxines et se répartissent en deux grandes classes fonctionnelles : les cyanotoxines hépatoxiques, telles que les microcystines ou les nodularines, et les cyanotoxines neurotoxiques, telles que l’anatoxine-a ou la saxitoxine. Chez les vertébrés, l’ingestion de ces composés peut entraîner des problèmes de santé, voire la mort.
Plusieurs décès d’animaux domestiques ont été liés à l’ingestion de tapis formés par la cyanobactérie benthique Microcoleus anatoxicus. Cette espèce est une cyanobactérie filamenteuse qui ne forme pas d’hétérocystes ou d’akinètes et qui se fixe sur les substrats dans le lit de la rivière. Dans des conditions de croissance optimales, M. anatoxicus produit de grandes quantités d’oxygène qui sont piégées sous les tapis, ce qui crée un effet de rebond positif et entraîne la remontée du tapis à la surface. Ces tapis flottants contiennent de l’anatoxine-a et de la dihydroanatoxine-a, deux neurotoxines alcaloïdes qui peuvent tuer un chien en 15 à 20 minutes. De plus, M. anatoxicus produit de la géosmine, un composé organique volatil, dont l’odeur de moisi peut attirer les chiens.
Au cours des dix dernières années, les tapis de cyanobactéries benthiques toxiques produits par M. anatoxicus et d’autres espèces productrices de cyanotoxines sont devenus une préoccupation urgente dans de nombreux pays tempérés. Comme les cyanobactéries benthiques sont moins étudiées et ne font pas l’objet d’une surveillance systématique de la part des gouvernements, nous manquons cruellement de connaissances à leur sujet. Mes recherches se concentrent donc sur l’approfondissement de notre compréhension de la dynamique des communautés benthiques dans différents écosystèmes et environnements. Mes systèmes d’étude comprennent la rivière Areuse (Neuchâtel, Suisse), où des chiens ont péri à cause de M. anatoxicus, mais aussi le lac de Neuchâtel, le lac de La Gruyère (Fribourg, Suisse) et les bassins versants de l’Engadine (Grisons, Suisse). De manière générale, je m’intéresse à la manière dont les paramètres environnementaux façonnent la composition des communautés et la toxicité des tapis benthiques, ainsi qu’à l’impact des cyanotoxines sur l’écosystème dans son ensemble.

Publications

Junier P, Cailleau G, Fatton M, Udriet P, Hashmi I, Bregnard D, Corona-Ramirez A, Francesco ED, Kuhn T, Mangia N, Zhioua S, Hunkeler D, Bindschedler S, Sieber S, Gonzalez D. A cohesive Microcoleus strain cluster causes benthic cyanotoxic blooms in rivers worldwide. Water Res X. 2024 Sep 4;24:100252. doi: 10.1016/j.wroa.2024.100252. PMID: 39308956; PMCID: PMC11416633.