Comment cultiver des algues bioluminescentes chez soi

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La bioluminescence (qui signifie « lumière vivante ») est un phénomène que l'on peut observer chez les lucioles, chez certains champignons et poissons et chez les microorganismes tels que les Dinoflagellés, un type d'algue. En milieu marin, les Dinoflagellés peuvent se multiplier rapidement s'ils obtiennent la bonne quantité de rayonnement solaire et de nutriments. Lorsque l'eau qui les entoure est agitée, on distingue alors leur lueur bleue ou verte caractéristique. Les « blooms » ou « efflorescences » de Dinoflagellés ne se produisent que rarement, c'est pourquoi il est intéressant d'essayer de les cultiver chez soi pour pouvoir observer la beauté de leur bioluminescence. Rassemblez du matériel, mettez en place les conditions de lumière et de température appropriées et attendez que la nuit vienne pour observer les algues briller et étinceler.

Partie 1

Partie 1 sur 3:
Se préparer à faire pousser des algues bioluminescentes

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Choisissez un type de Dinoflagellés bioluminescents. Il existe un grand nombre de choix d'espèces, mais certaines sont plus faciles à voir et produisent des flashs lumineux plus puissants que d'autres. Des vendeurs en ligne proposent des cultures de démarrage qui coutent généralement dans les 25 dollars américains, soit environ 23 euros. Les sites tels que Empco.org, seafarms.com et carolina.com (en anglais) sont d'excellentes sources pour commander des cultures ou des kits de démarrage en ligne.
- Pyrocystis fusiformis est si grosse qu'il est possible de voir les cellules individuelles à l'œil nu et il s'agit de l'espèce la plus résistante et la plus facile à faire pousser.
- Les spécimens de l'espèce Pyrosystis noctiluca sont très beaux, mais il est plus difficile de leur fournir les bonnes conditions pour les voir s'épanouir.
- L'espèce Pyrosystis lunula tend à coller aux parois du récipient et elle est plus difficile à cultiver que les autres espèces.
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Achetez du matériel pour créer de bonnes conditions de culture. Les algues ont besoin de beaucoup de lumière et de nutriments pour se multiplier dans les océans et elles ont besoin des mêmes conditions pour se développer chez vous.
- Achetez une solution de nutriments ou une solution visant à stimuler la croissance algale. Procurez-vous une solution naturelle à base d'eau de mer réelle plutôt qu'une solution de synthèse, car cette dernière ne sera pas aussi favorable à la croissance. Les solutions de croissance sont disponibles en ligne ou dans les magasins de vente de matériel et d'accessoires pour aquarium.
- Choisissez un récipient clair et muni d'un couvercle en verre ou en plastique afin d'y faire croitre vos Dinoflagellés. Il est important que le récipient soit propre afin qu'il puisse laisser passer un maximum de lumière.
- Pensez à acheter une lampe de croissance pour la culture de plantes d'intérieur afin de contrôler l'exposition à la lumière de vos algues. Vous pourrez en acheter en jardinerie ou en quincaillerie. Une lampe d'intérieur classique munie d'une ampoule électrique ordinaire de 40 watts pourra également faire l'affaire.
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Trouvez un endroit où faire pousser les algues chez vous. Un placard peut représenter une bonne solution, car vous pourrez ainsi contrôler la luminosité, mais vous n'êtes pas obligé(e) de choisir un endroit sombre. Les algues peuvent également obtenir de la lumière naturelle pendant la journée.
- Assurez-vous que l'endroit que vous choisirez soit toujours à une température modérée. Les températures trop froides ou trop chaudes pourraient empêcher que les algues ne poussent.
- Le spectre de température optimal pour cultiver des algues se trouve entre 22 et 25 °C.
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Partie 2

Partie 2 sur 3:
Rassembler l'équipement et mélanger la solution d'algues

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Nettoyez et séchez le récipient que vous allez utiliser. Assurez-vous que le récipient et le couvercle du récipient soient complètement propres et exempts de détritus. S'il y a des restes d'une autre substance dans le récipient lorsque vous ajouterez l'algue, cela risque d'affecter la croissance de celle-ci.
- Si vous utilisez un récipient lourd en verre et dont vous savez qu'il est résistant à la chaleur, placez-le au four pendant quelques minutes après l'avoir lavé ou stérilisé.
- N'utilisez pas trop de savon lorsque vous lavez le récipient, car cela risque d'affecter la croissance des algues.
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Versez dans le récipient la solution de nutriments sur environ 3 cm d'épaisseur, puis versez la totalité de la culture d'algues. Placez le couvercle sur le récipient pour empêcher que l'eau ne s'évapore et que la solution ne devienne trop salée et afin d'empêcher l'entrée de contaminants.
- Il est possible de faire pousser les algues dans le récipient dans lequel elles ont été envoyées. Il s'agit en général d'un bécher en plastique. Videz simplement la culture pour former une couche de quelques centimètres et ajoutez quelques centimètres supplémentaires de solution de croissance.
- Avant de mélanger la solution de croissance et la culture d'algues, laissez les deux récipients reposer à température ambiante pendant une heure ou deux. Assurez-vous qu'elles soient toutes les deux à même température, ce qui empêchera que la culture ne subisse un choc thermique.
- Ne laissez pas la solution et la culture au soleil, car la chaleur risque de provoquer une augmentation létale de la température.
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Partie 3

Partie 3 sur 3:
Cultiver les algues et les regarder scintiller

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Mettez en place un cycle lumineux. Les Dinoflagellés pratiquent la photosynthèse durant la journée et pour faire cela de façon efficace, ils ont besoin de 12 bonnes heures de luminosité ^{[1]
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Source de recherche}. Vous pouvez exposer les algues naturellement aux rayons du soleil ou vous pouvez contrôler en douceur la luminosité à l'aide d'une lampe placée dans une armoire ou dans une pièce sombre.
- Si vous utilisez une lampe, elle devrait être placée à environ un mètre du récipient. Ne placez pas la lumière directement sur le récipient, car cela va réchauffer et tuer les organismes présents à l'intérieur.
- Si vous voulez que les algues scintillent de façon prévisible, il est nécessaire de mettre en place une photopériode stricte. Allumez la lumière à la même heure le matin et éteignez-la à la même heure le soir (vous pouvez utiliser un minuteur pour vous aider). Le rythme circadien des algues va se synchroniser avec la photopériode.
- Il est possible d'organiser la photopériode afin que l'éclairement se produise durant la journée. C'est utile si vous l'utilisez dans le but d'éduquer des enfants en classe. Mettez en place la lampe de croissance afin qu'elle éclaire les algues pendant la nuit et gardez ces dernières dans une armoire fermée durant la journée.
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Stimulez les algues et regardez-les briller. Les Dinoflagellés émettent un flash lumineux lorsqu'ils sont stimulés par de l'eau ou par une autre substance qui applique une pression contre leur paroi cellulaire ^{[2]
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Source de recherche}. Pour les observer scintiller, soulevez le récipient et faites doucement tourner l'eau à l'intérieur. Si elles ont reçu suffisamment de lumière au cours de la journée, elles commenceront à créer de la lumière et à émettre des flashs lumineux.
- Ne secouez pas trop souvent le récipient, car cela va fatiguer les Dinoflagellés et ils vont scintiller moins rapidement.
- Si vous secouez le récipient trop souvent, les Dinoflagellés vont s'épuiser. Ils ont besoin d'une période de repos après avoir émis de la lumière.
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Répartissez les algues dans plusieurs récipients. Avec le temps et si les conditions sont bonnes, vous verrez les algues se multiplier. Vous pourrez les séparer en plusieurs récipients et y ajouter une solution de croissance. Au début, la luminescence ne sera pas aussi puissante, car il faudra quelques semaines pour restaurer la population.
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Gardez les algues entre quatre et six mois. Les Dinoflagellés expirent généralement après cette période. Achetez une autre culture. Vous pourriez par exemple essayer une autre espèce de Dinoflagellé.

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Conseils

Dans la nature, l'action des vagues ou les perturbations de l'eau (soit une stimulation mécanique) sont à l'origine de la bioluminescence de ces algues. On suppose que la bioluminescence est un mécanisme de défense contre des prédateurs. Cette « alarme de sécurité » servirait à attirer des poissons plus gros pour qu'ils se nourrissent des poissons plus petits qui seraient tentés de se nourrir du plancton. Elle pourrait également servir à effrayer directement le prédateur.
Si vous voulez faire pousser une grande quantité d'algues, sachez que [1] et Carolina Biological (aux États-Unis) vendent de l'eau de mer riche en nutriments par litre (article n°153754) ^{[3]
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Source de recherche}. Si vous voulez cultiver de plus petites quantités d'algues (environ 30 ml dans chaque récipient), vous pouvez acheter la solution de croissance vendue par Empco.
Si vous réalisez un projet pour une expo-science, vous pouvez ajouter des variables à cette expérience ^{[4]
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Source de recherche}.

Éléments nécessaires

Une culture de démarrage d'algues bioluminescentes
Une solution nutritive pour stimuler la croissance
Un récipient clair en verre ou en plastique muni d'un couvercle
Une lampe fluorescente (une lampe d'une longueur maximum de 60 cm fera l'affaire)
Un programmateur pour lampe réglé sur 24 heures, si vous le désirez