Le Centre Scientifique de Monaco développe des recherches focalisées
sur la calcification marine (processus de biominéralisation) et ses
interactions avec notre environnement.
Le choix de cette thématique est justifié par le rôle
majeur joué par la calcification dans le contrôle du climat
et dans le modelage des paysages géologiques.
La calcification est en effet, avec la respiration et la photosynthèse,
l'un des mécanismes qui contrôlent la concentration en gaz
carbonique, principal gaz à effet de serre dans notre atmosphère.
La Biominéralisation est également un processus clé
dans de nombreux autres domaines: santé humaine (processus d'ostéogenèse,
chirurgie orthopédique...), chimie des matériaux (biomatériaux),...
Malgré l'importance majeure de la Biominéralisation, les mécanismes
biologiques à l'origine de la transformation d'ions en solution en
une structure minérale restent largement inconnus. La caractéristique
du Biominéral, qu'il soit produit par un organisme végétal
ou animal, est de contenir une fraction organique, appelée matrice
organique, dont le rôle, encore largement débattu, semble être
de contrôler les premières étapes de la nucléation
et la forme spatiale (macro et micro-structure) de la structure. Pourtant
cette matrice organique est encore très mal connue et n'a fait l'objet
d'études que dans quelques groupes zoologiques (oursins, mollusques,
crustacés, vertébrés).
Nos travaux sont principalement focalisés sur les coraux.
En effet, ceux-ci sont responsables, avec les algues calcaires (coccolithophores)
et les foraminifères , de 99,9 % des dépôts de calcaire
à la surface du globe. Ainsi, une meilleure compréhension
des processus de biominéralisation chez les organismes marins devrait
permettre une meilleure compréhension des cycles biogéochimiques
du carbone et du calcium.
De plus, ces organismes, coraux, algues calcaires et foraminifères
possèdent un point commun, ils réalisent tous la photosynthèse,
soit directement (coccolithophores), soit indirectement grâce à
une symbiose avec des algues unicellulaires (foraminifères, coraux).
La lumière stimule fortement la calcification, on parle de photocalcification
("light-enhanced calcification"). Cependant les relations entre
ces deux processus restent à l'heure actuelle largement débattues
: apport énergétique, élimination de CO2
ou d'autres poisons métaboliques, synthèse d'éléments
indispensables à la constitution du squelette (matrice organique?)
D'autre part, les squelettes des coraux constituent des enregistrements
des conditions physico-chimiques (température, concentration
en CO2, nutriments) qui prévalaient
au moment de leur dépôt, on les qualifie d'archives
environnementales. La lecture de ces informations par les paléoclimatologistes,
au même titre que celles incluses dans les glaces polaires et dans
les cernes des arbres, devrait permettre une meilleure prévision
de l'évolution de notre climat.
Mais, comment lire un livre dont on ne comprend pas l'alphabet ? En effet,
une lecture optimale de ces archives est actuellement impossible étant
donnée notre méconnaissance des processus de Biominéralisation.
L'intérêt de cette thématique n'est cependant pas
limité aux sciences environnementales mais s'étend également
au domaine biomédical. Les résultats de nos recherches
jettent en effet une lumière nouvelle sur le mécanisme de
la minéralisation, phénomène général
de l'invertébré à l'homme (formation des os et des
dents notamment). D'autre part, plusieurs Biominéraux présentent
une haute valeur économique, comme le squelette axial du corail
rouge ou les perles des huîtres. Il est curieux de constater que
la composition biochimique de ces biominéraux est encore aujourd'hui
inconnue.
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