Afin de comprendre pourquoi les populations de cyanobactéries évoluent, les chercheurs ont calculé l'augmentation ou la diminution quotidienne de la biomasse – ce que l'on appelle les taux de croissance nets. À l’aide d’une méthode d’analyse récemment mise au point, ils ont quantifié dans quelle mesure un facteur donné modifiait les conditions de température et de nutriments nécessaires à la croissance des cyanobactéries. Les résultats révèlent un système extrêmement complexe. Les facteurs environnementaux classiques, tels que la température ou les phosphates, influencent certes nettement les cyanobactéries. « Mais à l’échelle quotidienne, les facteurs biologiques se sont avérés encore plus importants », explique Pinelopi Ntetsika.

Certains groupes de zooplancton et d’autres algues ont eu des effets particulièrement importants. Les rotifères, par exemple, ont un effet inhibiteur sur les cyanobactéries. Il s’agit d’animaux aquatiques microscopiques qui tirent leur nom d’une couronne de cils située sur leur tête, qui se déplace comme des roues en rotation. Des densités élevées de rotifères ont augmenté d’environ 13 degrés Celsius la température de l’eau nécessaire à l’accumulation de la biomasse de Dolichospermum. «De toute évidence, les rotifères se nourrissent de cyanobactéries et jouent un rôle de régulateurs», explique Pinelopi Ntetsika. «C'était surprenant. Jusqu'à présent, on pensait que les puces d'eau, appelées daphnies, étaient les principaux prédateurs des cyanobactéries.»

D’autres organismes ont eu l’effet inverse. Les chrysophytes, en particulier, un groupe d’organismes unicellulaires généralement de couleur brun doré, semblent favoriser la croissance des cyanobactéries. En leur présence, les populations de Dolichospermum se développaient déjà à des températures de l’eau inférieures de près de neuf degrés et à des concentrations de phosphore extrêmement faibles.

De nouvelles possibilités de prévision

La manière dont ces interactions synergiques se produisent n’a jusqu’à présent guère été étudiée. Il se pourrait, par exemple, qu’une espèce excrète certains métabolites dont une autre espèce a besoin comme source de nutriments, explique Pinelopi Ntetsika. « Ou bien : un organisme planctonivore préfère une algue verte, car elle est plus facile à digérer qu’une algue bleue. Lorsque les deux coexistent, l’algue bleue en profite, car la pression de prédation dont elle fait l’objet diminue. »

Selon l’étude, les conditions propices à une prolifération d’algues résultent donc de processus dynamiques liés à l’interaction de nombreuses espèces au sein de l’écosystème. Une température qui ne déclenche pas de prolifération une année donnée peut soudainement devenir très problématique si les conditions biologiques changent. À l’inverse, un été chaud dans un lac riche en nutriments ne conduit pas nécessairement à une prolifération massive d’algues bleues.

Ces résultats ont également une importance pratique pour la gestion des cours d’eau. Au lieu de se limiter à la température, au phosphore ou à l’azote, les chercheurs proposent de surveiller davantage certains groupes de plancton à l’avenir. La fréquence des rotifères, des puces d’eau ou des chrysophytes pourrait fournir des indices permettant de déterminer si une prolifération de cyanobactéries est en train de se développer dans un lac.

Toutefois, les interactions entre les espèces sont extrêmement complexes et dépendent du site. « Nos résultats s’appliquent au lac de Greifen – dans d’autres lacs, d’autres espèces et interactions pourraient jouer un rôle important dans la croissance des cyanobactéries », explique Pinelopi Ntetsika. Pour étudier ces différences, il faut mener davantage de recherches – et disposer de davantage de microscopes sous-marins automatisés, tels que ceux utilisés par l’équipe sur le lac de Greifen. Francesco Pomati et Pinelopi Ntetsika en sont convaincus : c’est ainsi que les mystères des proliférations d’algues bleues pourront être élucidés petit à petit.