Light-driven processes: key players of the functional biodiversity in microalgae.

Microalgae are prominent aquatic organisms, responsible for about half of the photosynthetic activity on Earth. Over the past two decades, breakthroughs in genomics and ecosystem biology, as well as the development of genetic resources in model species, have redrawn the boundaries of our knowledge on the relevance of these microbes in global ecosystems. However, considering their vast biodiversity and complex evolutionary history, our comprehension of algal biology remains limited. As algae rely on light, both as their main source of energy and for information about their environment, we focus here on photosynthesis, photoperception, and chloroplast biogenesis in the green alga Chlamydomonas reinhardtii and marine diatoms. We describe how the studies of light-driven processes are key to assessing functional biodiversity in evolutionary distant microalgae. We also emphasize that integration of laboratory and environmental studies, and dialogues between different scientific communities are both timely and essential to understand the life of phototrophs in complex ecosystems and to properly assess the consequences of environmental changes on aquatic environments globally. Les microalgues, organismes aquatiques majeurs, sont responsables de la moitié de l’activité photosynthétique planétaire. La lumière représente pour les microalgues une source d’énergie ainsi que d’informations sur leur environnement. Ces 20 dernières années, les progrès en génomique et biologie des écosystèmes et la disponibilité de ressources génétiques pour de nouvelles espèces modèles ont permis d’apprécier leur importance dans les écosystèmes globaux. Néanmoins, du fait de leur grande diversité et de leur histoire évolutive complexe, notre compréhension de la biologie des microalgues reste limitée. Nous nous concentrons ici sur la photosynthèse, la photoperception, et la biogenèse des plastes chez l’algue verte Chlamydomonas reinhardtii et les diatomées marines. Nous décrivons comment l’étude des processus gouvernés par la lumière ouvre de nouvelles perspectives pour l’étude de la biodiversité fonctionnelle des microalgues. Nous soulignons combien seule l’intégration d’études en laboratoire et en contexte environnemental et le dialogue entre les communautés scientifiques concernées permettront de comprendre la vie de ces phototrophes dans des écosystèmes complexes, et d’évaluer correctement les conséquences des changements environnementaux sur les milieux aquatiques.