Ces algues répondent aux changements environnementaux selon des mécanismes communs à toute la lignée verte (changements des tailles d'antenne des photosystèmes, et de leur stoechiométrie). Toutefois, l'application simultanée d'un stress lumineux et nutritionnel (typique des environnements océaniques) produit une augmentation des tailles d'antenne du PSII (pour répondre à la faible lumière, cf. figure ci-dessous) et une diminution du contenu cellulaire en PSI, i.e. le complexe photosynthétique le plus riche en Fe (pour répondre à la carence nutritionnelle). Le résultat de cette adaptation est une situation “paradoxale” pour la fonction photosynthétique, puisque la capacité photochimique du PSII est augmentée alors que la faible concentration de PSI ne permet pas l'utilisation du nombre accru d'électrons produit par le PSII pour la fixation du CO2. On constate donc une réduction nette de la vitesse photosynthétique maximum dans certains écotypes océaniques (RCC809), qui par contre ne se traduit pas par une sur-réduction des accepteurs d'électrons du PSII, le pool de PQ, comme prévu dans le cas d'un déséquilibre entre les activités du PSII et PSI. Cela suggère que la sur-réduction du pool de PQ est contrebalancée par une augmentation de sa capacité d'oxydation dans le chloroplaste, qui n'est pas couplée à l'activité du PSI.
Des expériences réalisées avec des inhibiteurs spécifiques nous ont permis de conclure que l'oxydation du pool de PQ dans l'écotype RCC809 résulte principalement de l'activité de l'oxydase alternative PTOX, i.e. l'oxydase alternative impliquée dans la chlororespiration [Ref]. Ce mécanisme qui court-circuite la limitation de la photosynthèse par le fer, pourrait avoir joué un rôle primaire dans la sélection des organismes photosynthétiques capables de coloniser les milieux océaniques.
Fonctionnement de la chaîne photosynthétique chez les écotypes côtiers (OTH95, jaune) et Océaniques (RCC 809 rouge) d’Ostreococcus.
Chez l’écotype côtier (OTH95), le fonctionnement ressemble à celui des autres membres de la lignée verte, avec fonctionnement du PSI et PSII en parallèle. Chez l’écotype océanique (RCC 809), au contraire, une fraction importante des électrons pourrait être impliquée dans un cycle H2O-H2O catalysé par PTOX en forte lumière, permettant ainsi l’oxydation des accepteurs PSII et la génération d’un DpH élevé, la synthèse d’ATP ainsi que le développement d’un mécanisme de photoprotéction (NPQ).