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Définition des algues
Lesprotistes sont des organismes eucaryotes qui ne sont ni des plantes, ni des animaux, ni des champignons. Comme les autres organismes eucaryotes, les protistes possèdent des organites liés à une membrane et un noyau. En comparaison, les procaryotes sont des organismes unicellulaires dépourvus d'organites membranaires et de noyau.
Si les procaryotes et les eucaryotes ont des membranes cellulaires qui régulent ce qui entre et sort de la cellule, seuls les eucaryotes ont des membranes internes contenant leurs organites. Ces membranes internes permettent aux eucaryotes d'avoir des fonctions spécialisées par rapport aux procaryotes.
Par exemple, c'est dans le noyau que les eucaryotes, comme les protistes, stockent leurs informations génétiques ou ADN (acide désoxyribonucléique). Cette structure compartimentée est essentielle pour les eucaryotes car elle permet de mieux contrôler l'expression des gènes, ce qui se traduit par une plus grande régulation et une réduction des taux de mutation par rapport aux procaryotes.
Lesalgues sont des protistes ressemblant à des plantes ou des "plantes aquatiques", comme l'illustre la figure 1. Contrairement aux plantes, ce sont principalement des organismes aquatiques photosynthétiques dépourvus de tiges, de racines véritables et de feuilles.
Lesalgues sont essentielles à notre écosystème car elles produisent environ 50 à 80 % de l'oxygène de notre planète et réduisent les émissions de carbone en le stockant. Les algues constituent également une source de nourriture vitale pour presque tous les organismes aquatiques et servent de source d'alimentation dans de nombreuses cultures. Les algues sont également utilisées pour produire du pétrole brut, des médicaments et des agents solidifiants comme l'agar.
Les scientifiques pensent que les eucaryotes les plus anciens sont les protistes. C'est logique car les protistes ont généralement l'organisation ou le plan corporel le plus simple de tous les eucaryotes.
Comment les protistes ont-ils évolué ? Les chercheurs pensent que les protistes ont évolué à partir des procaryotes.
La théorie endosymbiotique explique comment les protistes ont évolué à partir d'une relation symbiotique entre des cellules procaryotes plus grandes et plus petites. Les plus grandes engloutissent les plus petites cellules procaryotes. Les petits procaryotes ont trouvé un abri sûr et des nutriments, tandis que les plus grands ont reçu de l'énergie. Au fil du temps, les petits procaryotes se sont transformés en organites des plus grands.
Caractéristiques des algues
Les algues sont principalement des organismes eucaryotes photosynthétiques qui peuvent être à la fois unicellulaires et multicellulaires.
Par exemple, Euglena viridis est unicellulaire, tandis que Volvox et les algues sont multicellulaires.
Lesalgues sont des protistes semblables aux plantes car elles possèdent des chloroplastes et des parois cellulaires et sont autotrophes. Mais elles n'ont pas les mêmes structures que les plantes et peuvent être mobiles ou se déplacer.
Lesautotrophes sont des producteurs primaires qui produisent leur nourriture, généralement à l'aide de lumière ou d'autres produits chimiques.
Leshétérotrophes sont des consommateurs qui ne peuvent pas produire leur nourriture et doivent donc consommer d'autres organismes.
Les algues sont généralement classées en fonction de l'origine de leur chloroplaste. Les scientifiques pensent que les algues vertes et rouges ont évolué à partir des cyanobactéries tandis que d'autres organismes comme les euglènes ont évolué plus tard à partir d'une relation endosymbiotique avec les algues. Cela s'explique par le fait que les algues vertes et rouges ont deux membranes, alors que les organismes comme les euglènes en ont trois.
Par ailleurs, nous pouvons également séparer les algues en fonction de leur chloroplaste, comme le montre le tableau ci-dessous :
Type d'algue | Type de chloroplaste/évolution | Exemple |
Euglène |
| E. viridis |
Algue rouge |
| Lithothamnium calcareum ou algue rouge marine |
Algues vertes |
| Volvox aureus |
Dinoflagellés |
| Dinophycées |
Les algues peuvent se reproduire de manière sexuée ou asexuée.
La reproduction asexuée implique la formation de spores.
Les algues vivent principalement en liberté, mais certaines, comme Volvox, peuvent vivre en colonies.
La taille des algues varie du picoplancton, qui mesure quelques micromètres, au varech, qui peut mesurer plus de 50 mètres de long !
Les algues étant des eucaryotes, elles possèdent un noyau et des organites membranaires comme les mitochondries, les ribosomes, les vacuoles, le réticulum endoplasmique (RE) et l'appareil de Golgi. Tous sont représentés sauf les ribosomes (parce qu'ils sont trop petits), qui se trouvent soit attachés au réticulum endoplasmique, soit libres dans le cytoplasme.
- Lesmitochondries sont des organites dans lesquels se produit la production d'énergie.
- Lesribosomes sont des organites dans lesquels se produit la synthèse des protéines.
- Lesvacuoles sont des organites qui stockent la nourriture ou les déchets en vue d'une utilisation ou d'une élimination ultérieure.
- Leréticulum endoplasmique (RE) est un organe qui produit des protéines et des lipides et stocke le calcium.
- L'appareil ou complexe deGolgi trie, traite et conditionne les protéines provenant du réticulum endoplasmique.
L'algue représentée sur la figure 2 est E. viridis, un mixotrophe unicellulaire.
Un mixotrophe est un organisme qui peut agir à la fois comme hétérotrophe et autotrophe.
L'euglène est régulièrement autotrophe, mais elle se comporte comme une hétérotrophe lorsqu'elle est privée de la lumière du soleil et qu'elle s'attaque à des organismes plus petits.
3 types d'algues
Bien que les algues constituent un groupe varié de protistes, les trois types les plus courants sont :
Les algues brunes
- Les algues brunes font partie de la classe des Phaeophyceae.
- Elles peuvent mesurer de quelques centimètres à plus de 100 mètres et sont multicellulaires.
- Elles sont principalement marines, puisque moins de 1 % d'entre elles se trouvent dans des environnements d'eau douce.
- Elles possèdent de la chlorophylle et d'autres types de pigments ou caroténoïdes.
- La couleur brune des algues provient du pigment xanthophylle fucoxanthine. En effet, la fucoxanthine est plus dominante que la chlorophylle a et c, le bêta-carotène, etc.
- Elles peuvent se reproduire à la fois de manière sexuée et asexuée.
Elles ont des structures qui ressemblent à celles des plantes, telles que :
- Un jarre est une structure semblable à une racine qui ancre l'algue au sol. Contrairement aux vraies racines, elles n'absorbent pas les nutriments.
- Le limbe ou lamelle est une structure semblable à une feuille qui permet la photosynthèse.
- Lesstipes sont des structures semblables à des tiges qui servent de support aux lames. Contrairement aux tiges, les stipes ne transportent pas de nutriments.
- Certaines algues possèdent des pneumatocystes, une vessie flottante qui aide à soulever les lames à la surface pour que la photosynthèse puisse se produire.
Les algues rouges
- Les algues rouges font partie de la classe desRhodophycées.
- Elles sont principalement marines, puisque seulement 3 % environ se trouvent dans des environnements d'eau douce.
- Les algues rouges possèdent le pigment chlorophyllien A, qui leur donne leur couleur rouge caractéristique.
- Elles se reproduisent également de manière sexuée et asexuée.
- Elles possèdent également des structures semblables à celles des plantes, telles que des stipes, des lames et un liber.
Les algues vertes
- Les algues vertes font partie de la classe des chlorophycées.
- On les trouve aussi bien dans les milieux marins que dans les eaux douces.
- Elles se présentent sous forme unicellulaire, coloniale ou multicellulaire.
- Elles partagent les mêmes pigments que les plantes terrestres, à savoir la chlorophylle a et la chlorophylle b.
- Elles possèdent également des structures semblables à celles des plantes, telles que des stipes, des lames et un crampon.
- Les algues vertes ou charophytes sont considérées comme des ancêtres des plantes terrestres. En effet, elles possèdent les mêmes pigments et auraient divergé il y a environ 450 à 500 millions d'années.
Exemples d'algues
Il existe de nombreux exemples d'algues, mais les plus célèbres sont les suivants :
Volvox
LesVolvox sont des algues vertes ou des boules creuses d'environ 500 à 60 000 cellules appelées colonie. Chacune des cellules possède des flagelles ou des appendices en forme de cheveux et un chloroplaste avec des pyrénoïdes. Ces flagelles permettent à la colonie de nager, et le chloroplaste contient des pigments de chlorophylle qui permettent au volvox de capter la lumière du soleil et de réaliser la photosynthèse. Les pyrénoïdes sont des sous-compartiments de nombreuses algues qui contribuent à la fixation du dioxyde de carbone lors de la photosynthèse.
V. aureus est un exemple d'espèce appartenant au genre Volvox.
Les euglènes
Leseuglènes sont des organismes unicellulaires qui présentent à la fois des caractéristiques végétales et animales. Ils vivent dans des environnements d'eau douce et d'eau salée. Elles possèdent plusieurs chloroplastes à trois membranes et des pyrénoïdes. L'euglène fait également partie de la catégorie des algues vertes. L'euglène est un mixotrophe qui ne possède pas de parois cellulaires, a généralement 1 ou 2 flagelles, est en forme de poire et possède une vacuole contractile.
Elles sont mobiles et peuvent se comporter comme des autotrophes ou des hétérotrophes, en fonction de la présence de la lumière du soleil. Elles utilisent des flagelles pour se déplacer et possèdent une vacuole contra ctile pour réguler la pression des fluides ou l'osmorégulation.
E. viridis est un exemple d'Euglena.
Diatomées
Lesdiatomées sont des organismes photosynthétiques unicellulaires qui sont mobiles. Elles peuvent se reproduire à la fois de manière asexuée et sexuée. Elles sont généralement identifiables grâce à leurs parois cellulaires en silice appelées frustules. Leurs fossiles sont généralement utilisés dans les filtres, les peintures et les vernis. Ce sont des organismes marins microscopiques qui servent de base à la chaîne alimentaire.
Relation entre les champignons et les algues
Lorsque les champignons et les algues interagissent dans la nature, ils forment souvent des relations mutualistes.
Lesrelations mutualistes sont des relations où les deux participants ou organismes en profitent. Les relations symbiotiques sont des associations établies à long terme entre deux organismes, généralement pour leur bénéfice.
Un lichen est un exemple de relation entre des champignons et des algues. Dans le lichen, les champignons aident les algues en contribuant à l'absorption de l'eau et en les protégeant. Simultanément, les algues fournissent des nutriments aux champignons par le biais de la photosynthèse, car ces champignons sont dépourvus de pigments chlorophylliens.
Environ 90 % des lichens sont constitués d'associations entre des algues vertes/cyanobactéries et généralement des champignons ascomycètes. Les champignons ascomycètes sont également appelés champignons à sac.
Nous appelons généralement les algues vertes ou les cyanobactéries associées aux lichens des photobiontes, car elles contiennent des pigments chlorophylliens et sont responsables de l'utilisation de la photosynthèse pour transformer l'énergie lumineuse en nutriments.
Cette relation symbiotique a permis aux lichens de se développer dans des environnements extrêmes tels que les milieux pauvres en nutriments. Les lichens sont des espèces pionnières dans la succession primaire car ils sont généralement les premiers organismes à coloniser les rochers, les montagnes, etc. Les lichens altèrent chimiquement les roches et rassemblent la matière organique, ce qui permet aux herbes et aux mousses de pousser plus tard. Dans l'ensemble, le lichen est autonome, ce qui lui permet de pousser presque partout.
Algues - Points clés
- Les algues sont des protistes ressemblant à des plantes ou "plantes aquatiques". Contrairement aux plantes, il s'agit principalement d'organismes aquatiques photosynthétiques dépourvus de tiges, de racines véritables et de feuilles.
- Les protistes sont des organismes eucaryotes qui ne sont ni des plantes, ni des animaux, ni des champignons. Comme les autres organismes eucaryotes, les protistes possèdent des organites membranaires et un noyau.
- Les algues sont des protistes semblables aux plantes car elles possèdent des chloroplastes et des parois cellulaires et sont autotrophes. Mais elles n'ont pas les mêmes structures que les plantes et peuvent être mobiles ou se déplacer.
- Les algues sont essentielles à notre écosystème car elles produisent environ 50 à 80 % de l'oxygène de notre planète et réduisent les émissions de carbone en le stockant. Les algues constituent également une source de nourriture vitale pour presque tous les organismes aquatiques et servent de source d'alimentation dans de nombreuses cultures.
- Un lichen est un exemple de relation entre les champignons et les algues. Dans le lichen, les champignons aident les algues en contribuant à l'absorption de l'eau et en les protégeant.
Références
- Nina Parker Mark Schneegurt et al, 5.4 Algues, 2016.
- John D. Wehr, Les algues d'eau douce d'Amérique du Nord (deuxième édition), 2015.
- Robert G. Sheath et John D. Wehr, Les algues d'eau douce d'Amérique du Nord, 2003.
- L. Naselli-Flores et R. Barone, Encyclopédie des eaux intérieures, 2009.
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