Variations nycthémérales de l'activité phosphatase alcaline d'une Diatomée : Synedra capitata et de deux Cyanobactéries : Microcystis aeruginosa et Aphanizomenon flos aquae

Nycthemeral variation of the alkaline phosphatase activity of a Diatom : Synedra capitata and two Cyanobacteria : Microcystis aeruginosa and Aphanizomenon flos aquae

Laboratoire de Biologie Animale et Appliquée, Université J. Monnet, 23 rue du Dr P. Michelon, F-42023 Saint-Etienne Cedex 2, France

Résumé

L'activité phosphatase alcaline (APA) (EC: 3.1.3.1) de 3 peuplements quasi monospécifiques dominés successivement par Synedra capitata (Diatomée), Microcystis aeruginosa et Aphanizomenon flos aquae (Cyanobactéries) présente une périodicité nycthémérale avec des caractéristiques propres à l'espèce. Dans des conditions expérimentales rigoureusement identiques, l'APA moyenne de Microcystis aeruginosa est 32 fois plus importante (par unité de biomasse) que celle de Synedra capitata et 3 fois plus élevée que l'activité phosphatasique d'Aphanizomenon flos aquae. En conditions LD (16 : 8), l'activité enzymatique de Synedra capitata et d'Aphanizomenon flos aquae atteint des valeurs maximales durant le jour (de l'ordre de 425 µmol pNPP/l/h à 5h, 11h et 17 h pour la Diatomée et d'environ 850 µmol pNPP/l/h à 11 h, 15 h et 19 h pour la Cyanobactérie) alors que celle de Microcystis aeruginosa est maximale au début de la nuit (de l'ordre de 1500 µmol pNPP/l/h à 21 h). Enfin, les activités enzymatiques moyennes de Synedra et d'Aphanizomenon sont maximales quand ces espèces se trouvent en obscurité permanente et minimales en éclairement permanent. Les résultats inverses s'observent avec Microcystis aeruginosa. Les espèces phytoplanctoniques sont donc inégales dans leur aptitude à transformer le phosphore organique en orthophosphate grâce aux phosphatases. Cette différence de comportement enzymatique pourrait représenter un critère explicatif supplémentaire des successions écologiques observées au sein des communautés phytoplanctoniques.

Abstract

The results we present here were on three quasi monospecific settlements : Synedra capitata (Diatom), Microcystis aeruginosa and Aphanizomenon flos aquae (Cyanobacteria). The alkaline phosphatase activity (APA) (EC : 3.1.3.1) exhibited a nycthemeral variation for Diatoms as well as Cyanobacteria, though every species had its own characteristic. Under similar experimental conditions, the enzymatic activity was, in the average, 32 times higher (per unit of biomass) for Microcystis aeruginosa than for Synedra capitata and 3 times higher for Microcystis aeruginosa than for Aphanizomenon flos aquae. Under LD (16 : 8), Synedra capitata and Aphanizomenon flos aquae had a maximal enzymatic activity during the day time (maximal APA around 425 µmol pNPP/l/h at 5 a.m., 11 a.m. and 5 p.m. for the Diatom and around 850 µmol pNPP/l/h at 11 a.m., 3 p.m. and 7 p.m. for the Cyanobacteria) while the enzymatic activity of Microcystis aeruginosa was maximal at the beginnique of the night time (maximal APA around 1500 µmol pNPP/l/h at 9 p.m.). The observed daily rythm disappeared when the samples were placed in the darkness (DD) or under permanent light (LL). In the last case (LL), the mean enzymatic activity of Microcystis aeruginosa was maximal and, on the contrary, the mean APA of both Synedra capitata and Aphanizomenon flos aquae was minimal. There was a difference between the phytoplanktonic species in the orthophosphate assimilation and in the capacity for mineralizing organic phosphorus because of the phosphatases. This difference in the enzymatic behaviour might explain ecological successions within the planktonic settlements.