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La révolution bleue

Les cyanobactéries, aussi appelées algues bleues en raison de la couleur qu’elles prennent une fois mortes, sont apparues il y a 3,5 milliards d’années. Elles ont joué un rôle majeur qui a permis l’apparition du règne végétal et animal. Ce sont les premiers organismes dotés de chlorophylle, donc capables de pratiquer la photosynthèse. Elles sont responsables de la Grande Oxydation qui a enrichi l’atmosphère en oxygène il y a 2,4 milliards d’années alors qu’il en contenait très peu à cette lointaine époque. Jusque là, l’oxygène qu’elles libéraient dans l’eau réagissait immédiatement avec le fer dissous. Aujourd’hui encore, le phytoplancton ,qui ne représente qu’un pour cent de la biomasse photosynthétique, produit près de la moitié de l’oxygène que respire l’ensemble des êtres vivants. Ce gaz indispensable à notre respiration est d’ailleurs un poison mortel pour les cyanobactéries, aussi la grande majorité de celles qui ont survécu jusqu’à aujourd’hui vivent-elles en symbiose, abritées de l’air derrière la paroi d’un autre organisme, par exemple avec certaines espèces de corail. Nous ne sommes pas les seuls à avoir pollué notre environnement au point de le rendre hostile à notre développement.

 

En fixant le carbone contenu dans l’eau, elles ont participé à la désacidification des océans. Les pluies diluviennes, qui se sont abattues pendant des centaines de millions d’années suite au refroidissement de la planète pour finir par former les océans, étaient fortement acides en raison des 10 à 15% de CO2 que contenait l’atmosphère primaire. En ruisselant sur le sol elles dissolvaient le calcium sous forme de CaCO3, ce qui a permis aux cyanobactéries de se doter d’une coquille calcaire dont l’accumulation a fini par donner des roches parfois épaisses de plusieurs kilomètres, les stromatolithes. Les microalgues eucaryotes qui les ont supplantées à partir du Trias il y a 251 millions d’années, les cocolithes, ont fini par forger les falaises de craie blanche qui ont donné son nom au Crétacé (-145,5 à -65,5 millions d’années) et à la perfide Albyon par la même occasion.

En consommant le gaz carbonique régurgité en quantités astronomiques dans l’atmosphère par les volcans, les algues bleues ont contribué à la diminution de l’effet de serre et à faire baisser la température de l’air. L’oxygène qui a pris sa place a permis la formation de la couche d’ozone qui les à protégées du rayonnement UV délétère, elles ont donc pu s’approcher de la surface sans risque d’être détruites.

 

Tout ce processus les a invitées à inventer le prototype du mécanisme que les être humains ont développé plus que toute autre espèce, celui de la prévision. En effet, l’énergie qui leur permettait de pratiquer la photosynthèse se trouve à proximité de la surface, seulement pendant le jour, mais les minéraux indispensables à l’élaboration des molécules organiques se trouvaient quant à eux plutôt en profondeur. Aussi celles qui ont supplanté les autres étaient-elles équipées d’une horloge interne qui mettait en sommeil la machinerie de la photosynthèse durant la nuit, permettant par là même la réparation des dommages occasionnés par la lumière, et les incitait en même temps à se diriger vers les abysses pour faire le plein d’oligoéléments de manière à être le plus performantes possible le jour suivant. Les cyanobactéries ont tout inventé bien avant nous, ce sont des déesses préhistoriques qui nous ont faits à leur image, elles méritent toute notre vénération pour cela.

 

De nos jours, nous redécouvrons leurs grande utilité par l’intermédiaire d’un complément alimentaire aux nombreuses vertus, essentiellement destiné aux peuples qui souffrent de malnutrition, la spiruline (qui a pour nom scientifique Arthrospira. Spirulina existe aussi, mais elle n’est pas comestible). Non seulement est-elle source de protéines, de 55 à 65% de sa masse sèche, mais elle contient de plus de nombreuses vitamines (A,B1,B2,B3,B6,B7,B8,D,E,K et du bêta carotène) mais encore des oligoéléments indispensables à notre équilibre alimentaire (calcium, phosphore, fer, zinc, cuivre, manganèse, chrome, sodium, potassium et sélénium) et aussi des acides gras polyinsaturés (des Oméga-6 rendus célèbres pour leurs propriétés anti-cholestérol). Elle pourrait s’avérer aussi utile pour les explorations spatiales de longue durée que l’ont été les agrumes qui protégeaient les navigateurs d’antan du risque de scorbut. (Ceux qui se résolvaient à manger les rats n’en souffraient pas car ces petits rongeurs de mauvaise réputation ont la faculté de synthétiser leur propre vitamine C; les Chinois avaient quant à eux résolu le problème en emportant des graines de soja qu’ils faisaient germer tout au long du voyage, les plantules en regorgent) Faire en sorte que les futurs astronautes arrivent en bonne santé de manière à ce qu’ils soient aptes à fournir des efforts physiques est en effet un problème majeur. Les pertes de masses musculaires et osseuses constatées sur ceux ayant effectué un long séjour sur une station spatiale sont plus qu’alarmantes malgré les exercices quotidiens qui leur sont imposés; Même si le seul remède à ce mal consiste à recréer une certaine gravité, il ne faudrait pas qu’ils souffrent en plus de carences.

 

La spiruline a été (re)découverte au Tchad au cours des années 1950 par Jean Léonard, un botaniste Belge, là où elles s’épanouissent dans des lacs de faible profondeur au pH basique (>7) riches en oligoéléments. Il avait constaté que les peuplades qui vivaient sur leurs bords et qui consommaient cette « algue » depuis la nuit des temps étaient en bien meilleur santé que celles qui vivaient ailleurs dans la région sans avoir cette habitude. Le même phénomène avait déjà été observé au XVI ème siècle en Amérique du sud, là où les Aztèques avaient pour coutume de se nourrir de gâteaux à base de ces mêmes « algues » microscopiques. La culture des différentes espèces d’Arthrospira a connu son essor dans la décennie 1970 dans de nombreux pays pauvres du sud où elles sont surtout utilisées comme complément alimentaire destiné au bétail. Sa culture à grande échelle pourrait être une bonne alternative à celle du soja en des temps où de plus en plus de gens aspirent à consommer de la viande grâce à l’augmentation de leurs revenus, à l’heure où les terres arables commencent à se faire rares. Cela permettra peut être d’éviter une forte augmentation des prix due à la concurrence pour s’approprier cette denrée, ce qui pourrait être source de conflits armés. Dans les pays pauvres mieux vaut posséder une kalachnikov que des terres pour manger à sa faim.

Bactérie mon amie

La peur est une des caractéristiques de notre époque, tout du moins dans les pays riches. Ils craignent par dessus tout d’être supplantés par les pays émergents, qui eux savent que leur tour est revenu d’être à nouveau le centre du développement de la civilisation. La Chine attend ce moment depuis près de 800 ans, depuis qu’elle a perdu sa splendeur en tombant sous la domination de l’empire Mongol, l’Inde depuis près de 1 400 ans, depuis qu’elle a vu sa culture tomber sous l’influence des musulmans. Ces pays qui voient leur conditions de vie s’améliorer ont maintenant confiance en eux et en l’avenir, et nous, nous avons peur d’eux.

Ce sentiment est renforcé par le fait que nous ne connaissons pas leur mode de fonctionnement, aussi les voyons nous comme une menace. Le même mécanisme est à l’œuvre lorsqu’on évoque les bactéries, elles suggèrent inévitablement la maladie, la peste susceptible de ravager la civilisation en trois coups de cuiller à pot. C’est oublier que l’écrasante majorité d’entre elles est parfaitement inoffensive et que certaines nous sont très utiles et même indispensables à notre survie. 100 000 milliards d’entre elles, soit plus que le nombre de cellules de notre corps, vivent sur les parois de notre intestin pour notre plus grand bénéfice. Sans elles nous serions incapables de digérer quoi que ce soit. Leur poids est équivalent à celui de notre cerveau qui est lui chargé de digérer les informations. En apprenant à les connaître, nous nous apercevrons qu’elles pourraient bien être la solution qui résoudra une grande partie de nos problèmes, cela apaisera d’autant nos angoisses. Les cyanobactéries sont une des espèces qui devrait nous y aider.

Les cyanobactéries sont des procaryotes, le premier type de cellules vivantes apparues sur Terre. Cela signifie que leur matériel génétique ne se trouve pas confiné dans un noyau comme chez les eucaryotes, mais qu’il se trouve à l’état diffus dans toute la cellule; l’évolution de la vie et celle de l’histoire humaine semblent aller dans le même sens, celui de l’entropie, de la complexification au sein des systèmes fermés. Il y a une autre différence notable entre les deux types de cellules, les procaryotes produisent elles-mêmes l’énergie dont elles ont besoin pour vivre tandis que les eucaryotes ont délégué cette fonction à des organites qu’ils abritent, les chloroplastes chez les végétaux, les mitochondries chez les animaux; tous deux possèdent leur propre ADN et se reproduisent indépendamment de la division cellulaire. Aussi pense t-on que les eucaryotes sont le produit de l’endosymbiose de deux types de bactéries, l’une étant spécialement efficace dans son adaptation aux changements de l’environnement protégeant l’autre, spécialement efficace dans l’utilisation de l’énergie. Chacune des deux a fini par perdre les fonctions que l’autre exerce le mieux et chacune peut agir sur l’expression du génome de l’autre par un système de feed back en fonction de ses propres besoins. (un chercheur a émis l’hypothèse que tous les cancers pourraient avoir pour origine un dysfonctionnement de ce système de cohabitation, toutes les cellules cancéreuses ayant pour particularité d’avoir un rendement énergétique dix fois inférieur à celui des cellules saines. S’il a raison, la découverte du médicament qui ferait revenir le processus énergétique à la normale pourrait guérir toutes les formes de cancer sans exception alors qu’en ce moment on se dirige plus vers des traitements qui sont non seulement spécifiques à un type de cancer donné mais aussi fonction de l’individu concerné. Les deux voies méritent d’être explorées.) Les bactéries, toutes procaryotes, sont quant à elles capables d’échanger du matériel génétique entre elles par l’intermédiaire de plasmides, des petits morceaux d’ADN généralement circulaires distincts de l’ADN chromosomique mais qui peuvent parfois s’y intégrer, non seulement entre individus d’une même espèce mais aussi entre individus d’espèces différentes, ce qui augmente leurs chances de s’adapter à un environnement hostile. (dans ce cas les mécanismes qui empêchent d’habitude les mutations génétiques pour garantir la survie de l’espèce sont suspendus, ce qui donne lieu à l’apparition de « monstres » qui ne sont pas viables mais optimise aussi les chances de trouver la parade au changement de l’environnement. Ceci explique que les bactéries deviennent si rapidement résistantes aux antibiotiques, non seulement une espèce pathogène peut elle trouver toute seule les moyens de survivre et les transmettre à ses congénères, mais une bactérie tout à fait inoffensive qui nous est au contraire indispensable,par exemple pour digérer les aliments, peut aussi transmettre les gènes de résistance à l’espèce nuisible. Voilà pourquoi il ne faut pas consommer d’antibiotiques lorsque ce n’est pas absolument indispensable.) Les eucaryotes ont par contre besoin d’utiliser les services des virus pour effectuer cet échange d’informations génétiques, ils sont aussi, voire plus utiles que dangereux pour notre santé. (une piste intéressante pour remplacer les antibiotiques devenus inefficaces est celle des phages, les virus de bactéries, inoffensifs pour nous, spécifiques d’une espèce et mortels pour elles. L’avantage est que les deux types d’organismes évoluent en même temps, le médicament s’adapte tout seul à sa cible. De prometteuses études à ce sujet ont été menées dans les pays de l’est à l’époque soviétique, en particulier à l’université de Tbilissi en Géorgie, mais le financement de la poursuite de ces recherches a connu de nombreux problèmes pour de sombres histoires de brevet et d’exclusivité.)

Retour aux sources

Si la production biologique d’énergie pose de nombreux problèmes, elle aurait aussi plusieurs avantages dont celui de produire à la fois de l’oxygène que nous pourrions respirer et des protéines que nous pourrions manger, tout en faisant baisser le taux de CO2 atmosphérique. Ce petit miracle pourrait bien se réaliser grâce à des organismes microscopiques qui se trouvent dans tous les milieux: les micro algues, soit le phytoplancton, premier maillon de la chaîne alimentaire de nos vastes océans. Evidemment, on les trouve aussi dans l’eau douce, et de manière plus surprenante dans toutes sortes de milieux humides, par exemple sur la face nord des rochers, ce sont elles qui verdissent les murs là où les gouttières ont des fuites; elles s’épanouissent encore dans la jungle, sur les troncs d’arbres, aussi bien que dans le pelage des paresseux qui économisent leur énergie au point de ne pas faire leur toilette. Pour éviter de se dessécher dans les milieux moins favorables, elles ont fini par entrer en symbiose avec des champignons pour donner les lichens.

 

Il est déjà prévu que les astronautes emportent avec eux des végétaux de manière à ce qu’ils produisent une partie de la nourriture. Essentiellement pour briser la monotonie des repas lyophilisés, qui répondent aux seules exigences de poids embarqué, dans le but d’entretenir le moral de l’équipage, à l’instar des traditions gastronomiques entretenues dans la marine. Pour cela, il faudra utiliser les techniques de culture hors sol qui ont été développées depuis quelques années. La majorité des tomates ou des fraises entre autres produits maraîchers que nous trouvons sur les étals de nos supermarchés proviennent déjà de cultures de ce type. Pour leur application dans le domaine spatial, les ingénieurs agronomes ont optimisé la méthode au point qu’il ne faut qu’un mètre carré de culture pour répondre aux besoins d’une personne, comme elle se fait forcément sous lumière artificielle dans une capsule, il est de plus possible de superposer les étages comme dans une armoire au lieu de mobiliser de grandes surfaces au sol. Il a même fallu faire machine arrière car les feuilles des végétaux absorbaient tellement bien la lumière qu’elles apparaissaient noires, ce qui ne rendait pas ces plantes très appétissantes et nuisait plus au moral qu’il ne l’améliorait. On a donc réintroduit les longueurs d’ondes qui les font apparaître vertes dans le spectre lumineux des lampes qui fournissent l’énergie indispensable à leur croissance. Elles apporteront par la même occasion l’apaisement visuel recherché dans certains lieux stressants tels que les hôpitaux ou les tribunaux.

 

Quand elles sont dans des conditions idéales pour leur développement, les micro-algues ont un rendement encore nettement supérieur aux cultures hors sol. Elles peuvent donner jusqu’à 9 tonnes de protéines par hectare et par an alors qu’une culture de protéagineux classique comme le soja n’en fournit qu’une tonne. Une telle productivité devrait permettre une révolution du même ordre que celle qu’a connu la Chine antique lorsqu’une nouvelle variété de riz qui produit deux récoltes par an au lieu d’une a été introduite, favorisant par ce biais son essor économique. Leur vitesse de prolifération fait qu’elles sont les candidates toutes désignées pour la production de nourriture lors de la conquête d’espaces aussi stériles que lointains du type de Mars. La maîtrise de ce genre de culture devrait aussi pouvoir faire taire les zélateurs du malthusianisme qui opère en ce moment un retour en force malgré le simplisme flagrant des théories de Malthus. Comme le dit Alain: « le pessimisme est d’humeur, l’optimisme de volonté »

 

 

Les cyanobactéries, qui étaient autrefois appelées algues bleues, sont les plus anciens organismes vivants dont nous avons retrouvé trace sur notre planète, leur apparition remonte à 3,8 milliards d’années. D’autres formes de vie les ont certainement précédées mais nous n’en avons pas de preuve directe, peut être trouverons nous le témoignage de ces cellules primitives à l’occasion de l’analyse des fossiles martiens; l’évolution s’étant arrêtée plus tôt là bas, leur empreinte ne devrait pas avoir été altérée par les organismes qui leur ont succédé, elles devraient donc pouvoir être retrouvées plus facilement. Personnellement, je penche pour la théorie qui veut que les molécules organiques (qui ont soit été synthétisées dans l’atmosphère terrestre, soit été apportées par la chute d’astéroïdes, dont l’origine est plus sûrement une combinaison de ces deux facteurs) ont coulé au fond de l’océan primitif et que c’est là, dans les dépôts sédimentaires situés auprès des sources hydrothermales chargées en minéraux et en acide sulfurique qu’on appelle encore « fumeurs noirs », qu’est apparue la première paroi cellulaire qui a empêché leur dispersion dans le milieu et par ce fait permis à la vie d’émerger du chaos, grâce à la chimiosynthèse. Ces formes de vie rudimentaires qui se limitaient alors à pouvoir reproduire quelques réactions chimiques auraient été aussi nombreuses que les combinaisons de molécules organiques piégées ensemble, la fusion de leurs parois aurait fini par donner naissance à ce que nous appelons « vie » à proprement parler, les mélanges les plus stables donnant au fil du temps les différentes lignées que nous connaissons: les archées anciennement appelées archéobactéries, les bactéries, toutes deux procaryotes, et finalement les eucaryotes dont nous sommes issus. Ce processus aurait tout aussi bien se produire plus tôt sur Mars qui a refroidi plus vite que la Terre et ces formes de vie primitives être amenées finies sur notre planète par des débris arrachés à la planète rouge suite à une collision avec un astéroïde; aucun système ne peut être considéré comme parfaitement isolé.