La biominéralisation est le processus physiologique qui permet aux organismes vivants d’élaborer une structure minérale, le biominéral. Un biominéral se distingue de son équivalent purement minéral par la présence de molécules organiques qui lui confèrent des propriétés spécifiques telles qu’une meilleure résistance à la fracture. Parmi les nombreux biominéraux on peut citer quelques exemples comme les os et les dents des animaux, la coquille des mollusques mais aussi le squelette des coraux. En construisant leur squelette, les coraux édifient les récifs coralliens qui sont responsables, avec les coccolithophores et les foraminifères, de la majorité des dépôts calcaires à la surface du globe. Dans la mesure où le biominéral formé chez les coraux est du carbonate de calcium, on parle également de calcification pour décrire le processus.
Les équipes de Physiologie/Biochimie et Ecophysiologie coralliennes du Centre Scientifique de Monaco développent des recherches centrées sur la biominéralisation des coraux 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 (CO2), important gaz à effet de serre dans notre atmosphère. 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, et à ce titre on les qualifie d'archives environnementales. La lecture de ces archives 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.
En plus de son intérêt dans le domaine des sciences environnementales, la biominéralisation est également un processus clé dans de nombreux autres domaines : santé humaine (processus d'ostéogenèse, chirurgie orthopédique...), chimie des matériaux (biomatériaux et nanotechnologies). Enfin certains biominéraux présentent une haute valeur économique et culturelle, comme le squelette axial du corail rouge ou les perles des huîtres.
Biominéralisation
Fungia sp © E. Tambutté (CSM)
Galaxea sp © E. Tambutté (CSM)
Pavona sp © E. Tambutté (CSM)
Porites sp © E. Tambutté (CSM)
Galaxea sp © E.c Tambutté (CSM)
Stylophora pistillata © E. Tambutté (CSM)
Porites sp © E. Tambutté (CSM)
Acropora sp© E. Tambutté (CSM)
Acropora sp © E. Tambutté (CSM)
Euphillia sp© E. Tambutté (CSM)
Acropora sp © E. Tambutté (CSM)
Euphyllia sp © E. Tambutté (CSM)
Euphyllia sp © E. Tambutté (CSM)
Publications
2023
-
Telomere DNA length regulation is influenced by seasonal temperature differences in short-lived but not in long-lived reef-building corals
Rouan A, Pousse M, Djerbi N, Porro B, Bourdin G, Carradec Q, Hume B C C, Poulain J, Lê-Hoang J, Armstrong E, Agostini S, Salazar G, Ruscheweyh H-J, Aury J-M, Paz-Garcia D A, McMinds R, Giraud-Panis M-J, Deshuraud R, Ottaviani A, Die Morini L, Leone C, Wurzer L, Tran J, Zoccola D, Pey A, Moulin C, Boissin E, Iwankow G, Romac S, de Vargas C, Banaigs B, Boss E, Bowler C, Douville E, Flores M, Reynaud S, Thomas O P, Troublé R, Vega Thurber R, Planes S, Allemand D, Pesant S, Galand P E, Wincker P, Sunagawa S, Röttinger E, Furla P, Voolstra C R, Forcioli D, Lombard F, Gilson E
Nat Commun 14: 3038 (2023) -
Testing hypotheses on the calcification in scleractinian corals using a spatio-temporal model that shows a high degree of robustness
Willard H F, Deutekom E S, Allemand D, Tambutté S, Kaandorp J A
jtbi 561;111382
2022
-
An alternative and effective method for extracting skeletal organic matrix adapted to the red coral Corallium rubrum
Ganot P, Loentgen G, Marin F, Plasseraud L, Allemand D, Tambutté S
Biology Open bio.059536; 19 -
Biomineralization: Integrating mechanism and evolutionary history
Gilbert P U P A, Bergmann K D, Boekelheide N, Tambutté S, Mass T, Marin F, Adkins J F, Erez J, Gilbert B, Knutson V, Cantine M, Ortega Hernandez J, Knoll A H
Sci Adv 10.1126 -
Proton gradients across the coral calcifying cell layer: Effects of light, ocean acidification and carbonate chemistry
Venn A A, Tambutté E, Comeau S, Tambutté S
FMarS 9:973908 -
The Biology and Biomineralogy of the Red Coral : the Lacaze-Duthiers Legacy
Vielzeuf D, Allemand D, Shick J M, Arnaud V, Bodin S, Bramanti L
VIEMILIEU 72 (3-4): 63-127
2021
-
The carbon-sulfur link in the remineralization of organic carbon in surface sediments
Bradbury H J, Turchyn A V, Bateson A, Antler G, Fotherby A, Druhan J L, Greaves M, Sevilgen D, Hodell D A
Front Earth Sci 9(652960): 301 -
The skeletome of the red coral Corallium rubrum indicates an independent evolution of biomineralization process in octocorals
Le Roy N, Ganot P, Aranda M, Allemand D, Tambutté S
BMC Ecol Evol 21(1): 1-21
2020
-
A role for primary cilia in coral calcification?
Tambutté E, Ganot P, Venn A A, Tambutté S,
Cell Tissue Res doi.org/10.1007/s00441-020-03343-1 -
From particle attachment to space-filling coral skeletons
Sun C-Y, Stifler C A, Chopdekar R V, Schmidt C A, Parida G, Schoeppler V, Fordyce B I, Brau J H, Mass T, Tambutté S, Gilbert P U P A
Proc Natl Acad Sci USA doi.org/10.1073/pnas.2012025117 -
Intercomparison of four methods to estimate coral calcification under various environmental conditions
Gomez Batista M, Metian M, Oberhänsli F, Pouil S, Swarzenski P W, Tambutté E, Gattuso J-P, Alonso Hernandez C M , Gazeau F
Biogeosciences 17: 887-899
2019
-
Comparison of the Sulfonamide Inhibition Profiles of the α-Carbonic Anhydrase Isoforms (SpiCA1, SpiCA2 and SpiCA3) Encoded by the Genome of the Scleractinian Coral Stylophora pistillata
Del Prete S, Bua S, Alasmary F A S, AlOthman Z, Tambutté S, Zoccola D, Supuran C T, Capasso C
Mar Drugs 17(146): 1-11 -
Ion transporter gene expression is linked to the thermal sensitivity of calcifcation in the reef coral Stylophora pistillata
Bernardet C, Tambutté E, Técher N, Tambutté S, Venn A A
Sci Rep 9: 18676
2018
-
Activation Profile Analysis of CruCA4, an alpha-Carbonic Anhydrase Involved in Skeleton Formation of the Mediterranean Red Coral, Corallium rubrum
Del Prete S, Vullo D, Zoccola D, Tambutté S, Supuran C, Capasso C
Molecules 23(1): E66 -
Protonography and anion inhibition profile of the alpha-carbonic anhydrase (CruCA4) identified in the Mediterranean red coral Corallium rubrum
Del Prete S, Vullo D, Segonds N, Zoccola D, Tambutté S, Supuran C T, Capasso C
Bioorg Chem 76: 281-287
2015
-
Bicarbonate transporters in corals point towards a key step in the evolution of cnidarian calcification
Zoccola D, Ganot P, Bertucci A, Caminiti Segonds N, Técher N, Voolstra C R, Aranda M, Tambutté E, Allemand D, Casey J R, Tambutté S
Sci Rep 5: 9983 -
Carbonic anhydrase and metazoan biocalcification: a focus on molluscs
Le Roy N, Jackson D J, Marie B, Ramos-Silva P, Marin F
Key Eng Mater 672: 151-157
2014
-
Metazoan calcium carbonate biomineralizations: macroevolutionary trends – challenges for the coming decade
Marin F, Le Roy N, Marie B, Ramos-Silva P, Bundeleva I, Guichard N, Immel F
Bull Soc Géol France 185()4: 217-232 -
The evolution of metazoan α-carbonic anhydrases and their roles in calcium carbonate biomineralization
Le Roy N, Jackson D J, Marie B, Ramos-Silva P, Marin F
Front Zool 11(1): 75
2011
-
Comparative analysis of the soluble organic matrix of axial skeleton and sclerites of Corallium rubrum: Insights for biomineralization
Debreuil J, Tambutté S, Zoccola D, Caminiti Segonds N, Técher N, Allemand D, Tambutté E
Comp Biochem Physiol B, Biochem Mol Biol. 159(1): 40-48 -
Coral biomineralization: From the gene to the environment
Tambutté S, Holcomb M, Ferrier-Pagès C, Reynaud S, Tambutté E, Zoccola D, Allemand D
J Exp Mar Biol Ecol 408(1-2): 58-78
2009
2008
-
Fish otolith calcification in relation to endolymph chemistry
Allemand D, Mayer-Gostan N, De Pontual H, Boeuf G, Payan P
Handbook of Biomineralization Wiley-VCH Verlag GmbH, vol. 1, Chap. 17: 291-308 -
Organic matrix and biomineralization of scleractinian corals
Tambutté S, Tambutté E, Zoccola D, Allemand D
Handbook of Biomineralization Wiley-VCH Verlag GmbH, vol. 1, Chap. 14: 243-259
2005
2004
1995
-
2- Physiological processes in biomineralization.
Allemand D
Bull Inst Oceanogr N° spécial 14(2): Introduction to the session -
The Stylophora pistillata microcolony: a model for studying calcium transport process during coral biomineralization
Tambutté E, Allemand D, Jaubert J M
Bull Inst Oceanogr N° spécial 14(2): 79-87