Culture de cyanobactéries

[PrTournesol]

Bonjour à tous,

Je sollicite le public de ce forum car je cherche le taux d'absorption de CO2 des cyanobactéries (dans le temps). Hélas comme je ne suis qu'un amateur, je ne sais pas chercher correctement, dumoins c'est mon hypothèse car il me semble certain que ces données existent et ont été étudiées, et malgré tout je n'arrive pas à tomber sur ce taux. Ce taux devrait être exprimé en mole/heures/m3 de bactéries mais j'imagine pouvoir me débrouiller autrement avec d'autres grandeurs.

Désolé de n'avoir pas plus a apporter sur ce forum qu'une demande d'information mais je bloque vraiment et ce n'est pas faute d'avoir fais des efforts, j'ai par exemple construit un dispositif experimental pour faire mes propres relevés, mais encore une fois je ne suis qu'un amateur qui a des lacunes et je souhaiterais me baser sur des données fiables. J'ajoute que c'est pour un projet à but non lucratif et "opensource".

Le cas échéant je suis interressé par des méthodologie de recherche de données ou de travaux d'étude, pour continuer mes investigations correctement.

Un grand merci à tous!
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[Geb]

Bonsoir,

Tout d’abord, je me permets de te souhaiter la bienvenue sur les forums de Futura.

Ensuite, pour répondre directement à ta question, j’ai trouvé cette publication :

Programmed cell death in the marine cyanobacterium Trichodesmium mediates carbon and nitrogen export (Bar-Zeev et al., 2013)

Elle fait état d’une fixation de 640 picogrammes de carbone par cellule et par jour, soit l’équivalent de ~2,35 nanogrammes de CO₂ par jour et par cellule vivante. Il s’agit des données pour les cyanobactéries du genre Trichodesmium.

Le principal problème, de mon point de vue, c’est qu’il existe des milliers d’espèces de cyanobactéries avec des conditions optimales de croissance et des temps de doublement correspondants extrêmement différents d’une espèce à l’autre et même d’une souche à l’autre.

En 2013, une équipe de chercheurs s’était même plaint (Nabout et al., 2013) que d’une publication à l’autre, même le nombre d’espèces de cyanobactéries déjà décrites allait de 2000 à 8000 espèces ! D’après les calculs de cette étude, qui est relativement bien reprises par la communauté scientifique depuis, il y avait en fait, en 2013, ~2700 espèces de cyanobactéries décrites et un total estimé de ~6300 espèces.

La même année, une autre équipe de chercheurs avait estimé la population globale de Prochlorococcus marinus à 2,9 ± 0,1 × 10²⁷ cellules (Flombaum et al., 2013) ce qui avait fait dire à Steven J. Biller et collaborateurs que cette espèce de cyanobactérie représentait à la fois "le plus petit et le plus abondant organisme photosynthétique sur la planète" (Biller et al., 2014).

Ma recherche est loin d’être exhaustive, mais si l’on ne s’intéresse qu’à la vitesse optimale de croissance d’une population de ces micro-organismes (Foy et al., 1976 ; Carr & Whitton, 1982 ; Binder & Chisholm, 1990 ; Nomura et al., 2006 ; Kim et al., 2011 ; Ludwig & Bryant, 2011), on a un temps de doublement qui peut aller de près de 3 jours à environ 3 heures (et ce n'est qu'un échantillon de quelques espèces).

Il y a effectivement des études qui calculent la fixation du carbone pour lutter contre le réchauffement climatique et même la production d’oxygène pour la colonisation de Mars, mais ces études concernent surtout des espèces de micro-algues, pas de cyanobactéries.

Cordialement.

[Flyingbike]

Bonjour

Sans prétendre égaler la contribution comme toujours très bien écrite et très bien documentée de Geb, je signale juste que en culture, ce taux de fixation dépend aussi énormément des conditions de culture (milieux, atmosphère) et de la phase de culture.

[PrTournesol]

Immense merci à Geb, qui visiblement se débrouille beaucoup mieux que moi pour trouver des informations Je ne peux pas encore rebondir sur les données avancée, car parcourir les sources va me demander un certain temps mais ça va m'être très utile. Et merci pour les souhait de bienvenu sur le forum, je suis ravis de pouvoir un peu participer, moi qui ne fais que le parcourir d'habitude
Effectivement Flyingbike vu la variété des organismes j'aurais du préciser beaucoup plus le cadre de culture. Originellement j'imaginais un cadre de culture le plus simple et accessiblepossible, à savoir 10L d'eau d'eau de pluie, avec les populations "locales" de cyanobactérie, misant sur leur développement spontané avec l'exposition "naturelle" à la lumière solaire. Donc l'opposé d'un milieu optimisé pour la culture, et qui se rapproche le plus d'un point d'eau stagnant avec tout ce que ça implique (problème de parasite, moustiques, toxicité...)
Pour mes besoins personnels et pour éviter de cultiver des organismes impropres à l'étude et d'être sûr de cultiver un specimen de cyanobactérie, je suis parvenu a acquérir et à cultiver une souche de spiruline, initialement déstinée à la nutrition. Mais comme vous devez sans doute le savoir ce sont des cyabactéries qui ne se développent pas dutout dans les conditions de culture présentées plus haut, en tout cas pas dans nos lattitudes et pas avec de l'eau de pluie.
Je vais sans doute revenir détailler un peu plus mes relevés et les comparer avec les données que je trouverais dans les sources de Geb lorsque j'aurais digéré tout ça, mais le sujet reste ouvert à tout autre materiel
Encore merci!

[A voir en vidéo sur Futura]

[agitateur]

ce taux de fixation dépend aussi énormément des conditions de culture

Je ne connais rien sur les cyanobactéries en particulier,
Cependant, la remarque est TRES vraie, et encore le mot énormément n'est pas encore assez visible ...
Quand on veut faire de la biomasse en fermenteur, levure ou bactérie, l'attention se porte sur une somme de facteurs de croissances, de facteurs de survie, et la gestion des inhibiteurs.

[PrTournesol]

J’ai donc effectivement repris mes calculs avec les données complémentaires et un défaut majeur est apparu dans mon propre dispositif, c’est que je n’avais pas la quantité exacte de bactéries pour la consommation de CO2 mesurée, mais juste une quantité de médium de culture (10L). Il aurait fallu qu’a chaque relevé je prélève une quantité de liquide pour compter les bactéries au microscope, puis que j’extrapole à partir des 10L; ou à défaut que je déduise une quantité de bactérie à partir d’une densité de coloration comme il est fait dans les cultures de spiruline avec un disque blanc, plongé dans la solution pour évaluer la densité de bactérie par rapport à la profondeur. Je n’ai donc pas de base de calcul complète.
Comme mon idée était de proposer à n’importe qui de cultiver un certain volume de cyanobactéries à partir d’un contenant et d’eau de pluie stagnante, la consommation réelle est dure à déterminer puisqu’évolutive dans le temps, jusqu’à eutrophisation j’imagine, et pas stable dans le temps. Il me faudrait donc une grandeur relative au temps de culture fonction de la quantité, plus que par rapport au nombre de bactéries, même si pour l’évaluation globale c’est mieux de calculer par rapport à un nombre de bactéries. Dans tous les cas il m’apparaît difficile de faire une évaluation réelle à partir de cultures ayant autant de dissemblance qu’il y a de participants.

Si j’utilise les données citées par les études précédantes et que je prend l’hypothèse de calcul de 2,35 nanog/cellule/ jour (même irréaliste) et que je la rapporte au 31,7 Gtonnes de tonnes de CO2 produite par années à «*résorber*», j’obtient une quantité de 4,3x10^19 bactéries à cultiver toute l’année, sans prendre en compte les cycles de vie et en partant du principe qu’elles vivent un an au top de leur forme.

Mais même avec ce calcul, comment déterminer le volume de culture nécessaire pour produire cette quantité de bactéries, si tant est qu’elle puisse se développer facilement sans rien faire dans de l’eau de pluie? Il y a beaucoup (beaucoup) trop d’inconnu et de paramètres pour miser sur cette démarche et proposer quelque chose de sérieux et participatif. Et on ne parle même pas encore de l’investissement et intérêt des gens. Plus j’y réfléchis et moins il m’apparaîtrait possible de compter sur une masse de volontaires, pour résorber une masse de carbone. C’était surement une idée délirante et naïve, mais c’est récurant chez moi.

Bref comme beaucoup de gens un peu mégalo qui pensent naïvement et détenir the solution, je pense que je suis venu rejoindre la cohorte de gens qui se sont vu ensevelir dans la pratique par leur démesure. Je pense que pour moi les choses s’arrêtent la, en effet ma souche de bactérie est entrain de dépérir et je peine à la maintenir en croissance car je n’ai pas le temps ni la motivation de continuer d’améliorer mon dispositif. J’ai trop de problèmes personnels pour garder la motivation et pouvoir prolonger ma démarche qui restera lettre morte. Le seul espoir qui me reste c’est de voir que personne ne semble paniquer devant le réchauffement climatique et que nos dirigeants et industriels disposent de solutions concrètes ou d’idées en perspectives pour enrayer tout ça et rester aussi serein. Quand à moi j’ai surement perdu mon temps dans mes niaiseries, mais comme dirait mon père: pendant que je faisais ça, je n’étais pas au bistrot. Mon message aux anxieux climatiques comme moi, restez calme et laissez faire les professionnels, ils ont surement les solutions, pensez plutôt à vous.

[MissJenny]

Le problème c'est : quoi faire avec les bactéries une fois qu'elles ont absorbé les gigatonnes de CO2?

[PrTournesol]

Bonjour MissJenny, pour répondre à ta question: Sechage, Dechetterie, sequestration sous terraine, comme ce qui est envisagé par les industriels, avec une perte en "rendement" mais un gain sur les acteurs. Mais bon avec le recule je trouve ça de plus en plus naïf, je pense que lorsque des solutions concrètes se multiplieront avec efficacité, j'aurais la certitude que ce n'était pas raisonnable.