Cadmium, copper, sodium and zinc effects on diatoms: from heaven to hell – A review

Le développement des diatomées dépend de plusieurs facteurs environ-nementaux dont la présence et la disponibilité en métaux dans le milieu. Lorsque la quantité en microéléments est adéquate, les cellules présentent un développement optimal. Très souvent, ces optima ne sont pas maintenus et les diatomées se trouvent en conditions de carence ou d\u27excès en ces éléments. La présence de métaux en excès interfère avec les processus biochimiques et cellulaires, provoquant des dysfonctionnements qui réduisent la croissance pouvant conduire à la mort des organismes. Ces dysfonctionnements ont des conséquences écologiques, notamment en termes de modifications de la biodiversité. La capacité des diatomées à survivre dans de telles conditions repose sur la mise en route de mécanismes de défense tels que la production d\u27antioxydants et/ou de phytochélatines. Dans cette revue bibliographique, les besoins des diatomées en cadmium, cuivre, zinc et sodium sont brièvement mis en lumière. L\u27impact de l\u27absence ou de l\u27excès de métaux sur la physiologie des diatomées est discuté d\u27un point de vue moléculaire, biochimique et cellulaire. Les mécanismes de défense activés par ces métaux sont également présentés. Cette contribution se termine par un essai d\u27intégration des différents mécanismes de défense.Diatom development depends on several environmental factors, including the availability in metals. When micronutrients are present of adequate amount, cells exhibit a strong fitness and develop at their maximum growth rate. In many circumstances, the optimal metal amount in the cell environment is disrupted and cells experience starvation or excess for one or more elements. The metals in excess interfere with biochemical and cellular processes triggering a dysfunctioning that reduces growth and may ultimately lead to cell death. The ability of diatoms to adapt/resist to environmental changes has ecological consequences in term of biodiversity. To survive, diatoms activate defence mechanisms, such as the production of antioxidants or/and metal chelators. In this contribution, the diatom requirements for cadmium, copper, zinc and sodium are briefly reviewed. Then the impacts of an excess or a deprivation in one of these elements on diatom physiology is discussed from the molecular and biochemical point of views. The defence mechanisms enabling diatoms to overcome the metal stress are presented. At the end of this contribution, an assay on the integration of the defence mechanisms is presented.