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Par Nadia Améziane, Professeur du Muséum National d’Histoire Naturelle, UMR 7205, ISYEB, station marine de Concarneau, Alliance Sorbonne Université. 

Les océans représentent plus de 90% du volume habitable de notre planète et abritent entre 13% à 15% de la biodiversité mondiale avec 230 000 à 275 000 espèces décrites. Les scientifiques estiment qu'au moins 50 % et, potentiellement, plus de 90 % des espèces marines reste à découvrir. La biodiversité marine est à l’origine de nombreuses découvertes majeures pour la compréhension des systèmes biologiques. Elle a un impact important pour l’humanité, notamment, en régulant le climat, en produisant de l’oxygène, en protégeant les rivages de l’érosion grâce aux organismes bio-constructeurs (coraux, hermelles) ou aux végétaux (mangroves, herbiers), en fournissant la principale source de protéines à plus de 17 % de la population mondiale, etc. La biodiversité marine quel que soit l’échelle, depuis la molécule jusqu’à l’écosystème en passant par la biologie des organismes ou leur éthologie, est source de bioinspiration et peut fournir des idées d’éco-innovations au monde socio-économique dans de nombreux domaines tels que, par exemple, le design, l’architecture, l’industrie, la cosmétique, la médecine.

 

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Ainsi, la biodiversité marine est à l'origine d’au moins 13 prix Nobel et de la découverte de plus de 25 000 molécules à intérêt pour la pharmacopée. Ces molécules ont été décrites dans plusieurs groupes d’organismes marins tels que les éponges, les ascidies, les échinodermes, les mollusques, les algues…. Elles présentent des activités biologiques antivirale, antitumorale, immunomodulatrice, antibiotique, antifongique, anti-inflammatoire, anticoagulante, inhibitrice enzymatiques. A ce jour, une trentaine de molécules sont en phase d'essais cliniques ou précliniques et six médicaments ont été commercialisés. Parmi ces derniers, se trouve le ziconotide découvert grâce à l’étude des cônes (mollusques gastéropodes). Ces animaux possèdent l’un des venins les plus redoutables du monde marin. Ce sont des prédateurs carnivores qui neutralisent leur proie grâce à l’injection de leur venin. Ce dernier est constitué de protéines particulières, appelées conotoxines. Celles-ci possèdent de nombreuses activités thérapeutiques analgésiques, anticancéreuses et sont actives dans le traitement de l’épilepsie, de la maladie de Parkinson, les maladies cardio-vasculaires et les désordres psychiatriques. Le ziconotide est un puissant antidouleur qui serait 100 à 1000 fois plus puissant que la morphine, sans risque d’accoutumance au produit et qui présente l’avantage d’être très facile à synthétiser en laboratoire.

La mise au point de colles destinées à une utilisation dans un environnement humide se révèle être un enjeu majeur pour l’industrie et la médecine. Il s’avère que de nombreux organismes marins développent des solutions adhésives puissantes qui leur permettent soit de se fixer au substrat (exemple des mollusques, des balanes, des éponges, des algues, …), soit d’adhérer temporairement sur le fond (exemple des échinodermes), soit de construire leur habitat (certains vers marins), soit de capter la nourriture, soit de se défendre. Parce qu’ils sont efficaces dans l’eau et dans l’air, ces bio-adhésifs, à base de protéines, présentent une excellente alternative aux colles chirurgicales qui ne peuvent être utilisées dans des zones qui baignent en permanence dans les liquides corporels. Dans le milieu biomédical, de nombreuses autres perspectives sont envisagées, notamment avec l’arrivée de pansements cicatrisants, la fixation de prothèses, la réparation d’os, la fabrication d’hydrogels antibactériens ou de polymères qui d'encapsuleront des anticancéreux ou encore la pratique de certaines opérations de micro-chirurgies pour lesquelles le recours aux sutures n’est pas toujours possible.

Parmi les animaux qui ne manquent pas de ressources et ils sont nombreux, prenons l’exemple des holothuries (échinodermes). Certaines espèces sont détritivores (elles se nourrissent de la matière organique déposée sur le fond) et jouent un rôle écologique prépondérant dans le fonctionnement de certains écosystèmes. Ces animaux sont un mets très prisé dans quelques pays asiatiques ce qui a conduit à la raréfaction de cette ressource dans plusieurs régions du monde. Les holothuries produisent, en cas de stress (attaque ou danger), des toxines, appelées holothurines, lesquelles s’avèrent dangereuses voire mortelles pour certains organismes. Ces holothurines ont, entre-autres, une activité antifongique, antitumorale et antiherpétique raison pour laquelle la médecine traditionnelle chinoise leur confère de nombreuses vertus telles que le renforcement musculaire, la lutte contre l’arthrose, l’anémie voire le traitement de l’impuissance et que de nombreux produits dérivés tels que des huiles et des crèmes pour la cosmétique ainsi que des compléments alimentaires sont proposés à la vente. Les holothuries, ont, également, la possibilité en cas de stress, de durcir très rapidement leur peau et revenir à leur état initial (mou) aussi rapidement dès que le stress est passé. Cette capacité est étudiée par plusieurs équipes de recherche qui développent de nouveaux polymères capables de changer de consistance (passer de la dureté à la mollesse) lorsqu’ils sont immergés dans un liquide ou exposés à des substances chimiques spécifiques. De très nombreuses applications, telles que le traitement de la maladie de Parkinson, la fabrication d’implants cérébraux capable de s’adapter à différents environnements voire la réalisation de nouveaux tissus pare-balle, sont attendues de ces polymères.

Dans le monde végétal marin, le phytoplancton représente plus de la moitié de la biomasse terrestre et a un impact majeur sur les écosystèmes en nourrissant directement ou indirectement la quasi majorité des organismes marins. Il fournit de l’oxygène et stocke le dioxyde de carbone grâce à la photosynthèse jouant ainsi un rôle déterminant dans la régulation du climat. Ces micro-algues photosynthétiques sont mises en œuvre dans le pré-traitement des eaux afin, notamment, d’éliminer les matières en suspension et le carbone dégradable. Ce processus a, également, inspiré certains projets d’architecture en proposant des biofaçades autorégénératives. Les micro-algues riches en protéines, en oméga 3 et en antioxydants, sont exploitées dans l’alimentation humaine et animale. Elles sont aussi utilisées en cosmétique et en pharmaceutique, pour leurs principes actifs, leur pouvoir cicatrisant ou leurs propriétés antibactériennes. Elles sont régulièrement employées comme adjuvant de filtration ; sans leur action nos jus de fruits et vins seraient troubles. De même, de par leurs différentes propriétés, elles sont intégrées dans des peintures, des produits cosmétiques et ménagers. En termes d’énergie, des recherches sont menées sur ces micro-algues afin de produire des biocarburants et d’autres voies sont également explorées comme la production directe d’hydrogène et l’utilisation de ces organismes dans des piles microbiennes.

La biodiversité marine est un réservoir insoupçonné dans lequel l’humanité peut puiser des ressources et des solutions bioinspirées. Cependant, soyons attentifs car la biodiversité est fragile et fortement impactée par le changement global. Veillons à ne pas rentrer dans une démarche utilitariste de la biodiversité et contribuons à sauvegarder le potentiel évolutif du vivant.

 

 

Alliance Sorbonne Université : l'Institut de l'Océan

Mille cinq cents enseignants, chercheurs, ingénieurs, techniciens mènent des travaux sur les océans au sein de l’Alliance Sorbonne Université dans près de trente laboratoires. C’est la plus grande université de recherche marine d’Europe.

Les travaux et les enseignements qui y sont réalisés relèvent de disciplines très variées, notamment la physique, la climatologie, la chimie, la géologie, la biologie, l’écologie, la géographie, l’histoire, l’archéologie, la paléontologie, la sociologie, la géopolitique…

Créé il y a un an, l’Institut de l'Océan a pour objectif de rapprocher ces équipes sur des projets océaniques interdisciplinaires, dégager une vision transverse et globale sur des problématiques maritimes, transmettre ces connaissances et faire valoir l’excellence et l’expertise maritime de l’Alliance Sorbonne Université.  

L’institut de l'Océan est donc interdisciplinaire. Il s’applique à créer des synergies entre les équipes de recherche, à enrichir l’offre d'enseignement universitaire mais aussi de formation tout au long de la vie, à développer l’expertise mais aussi la science participative, et à consolider l’exploitation des grands outils scientifiques. Il a enfin pour mission de développer des liens de recherche et d’innovation entre Sorbonne Université et le monde maritime, ses acteurs institutionnels et économiques.

Les composantes de l’Alliance les plus impliquées dans la création de l’Institut de l'Océan sont Sorbonne Université et le Muséum National d’Histoire Naturelle. Elles disposent de cinq stations maritimes à Dinard, Roscoff et Concarneau en Bretagne, Banyuls et Villefranche-sur-Mer sur les côtes méditerranéennes. L’École Navale et la Marine nationale ont été associées à la création de l’Institut.

- Plus d’informations sur le site de l’Institut de l’Océan

 

275540 institut de l'océan sorbonne
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Science et Environnement
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Sciences marines : Observation et connaissance des océans Alliance Sorbonne Université