Les bactéries marines ont évolué pour contourner les revêtements à base de cuivre placés sous les navires afin de stopper la croissance des balanes, des algues et d’autres espèces marines. Cela nécessite de nouvelles méthodes de gestion du biofouling – l’accumulation indésirable d’organismes marins – sur les coques des navires.
Dans Biointerphasesune revue AVS publiée par AIP Publishing, des chercheurs du US Naval Research Laboratory et de l’Université Duke ont étudié les caractéristiques génétiques de diverses espèces de bactéries responsables de leur survie sur les surfaces en cuivre, une étape vers l’inhibition de ces gènes résistants au cuivre.
Nous avons observé une résistance croissante du cuivre dans certains des ports fréquentés par notre équipe au cours de la dernière décennie, en particulier dans les ports à forte activité de transport maritime touristique (ou) industriel. Nous voulions identifier les voies de résistance à travers une communauté microbienne diversifiée pour fournir un aperçu de la façon dont les membres d’une communauté complexe pourraient agir en symbiose pour résister aux environnements toxiques.
Kenan peurs, auteur
Les chercheurs ont placé des morceaux de panneaux de PVC dans la baie de Chesapeake, certains recouverts d’un revêtement à base de cuivre et d’autres non revêtus. Après deux semaines, ils ont extrait l’ADN et séquencé les génomes des colonies bactériennes qui se sont développées sur les panneaux pour identifier les gènes résistants au cuivre et ont testé la tolérance de chaque colonie aux traitements de l’eau à base de cuivre.
Étonnamment, les espèces bactériennes avaient beaucoup en commun, qu’elles se développent ou non à proximité du revêtement à base de cuivre. Les bactéries des colonies témoins – celles qui ne se développaient pas initialement sur les surfaces recouvertes de cuivre – étaient tout aussi résistantes au cuivre et pouvaient se développer à des concentrations de cuivre supérieures à 70 milligrammes par litre.
« Pour mettre cela en perspective, la limite de l’Agence américaine de protection de l’environnement dans l’eau de mer pour un pic à court terme de cuivre est de 18 microgrammes par litre », a déclaré Fears.
Il s’agit d’un marqueur probable de l’évolution et de l’adaptation des bactéries à leur nouvel environnement.
« Le cuivre n’a pas toujours été soluble dans l’eau ; il ne l’est devenu qu’après l’accumulation d’oxygène dans l’atmosphère terrestre », a déclaré Fears. « Cependant, à mesure que la charge de cuivre dans l’environnement a augmenté, les bactéries dotées des meilleurs mécanismes de défense ont continué à se reproduire. »
Les chercheurs espèrent utiliser leurs résultats pour cibler les voies moléculaires qui aident les bactéries à exprimer des gènes résistants au cuivre, affaiblissant ainsi leur capacité à survivre dans des environnements riches en cuivre.
« Nos recherches suggèrent que la voie la plus intelligente consiste à concevoir des revêtements antisalissure qui sélectionnent des communautés microbiennes qui soit aident à dissuader l’installation de macrosalissures – comme les balanes ou les vers tubicoles – soit n’empêchent pas la libération de composés biocides », a déclaré Fears. « Avec la pression réglementaire croissante sur l’utilisation du cuivre dans les revêtements antisalissure, il existe un besoin urgent de solutions alternatives. »
