Espèces fréquentes de Méditerranée
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Espèces fréquentes des Caraïbes
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Les organismes photosynthétiques

Infographie : JL Beaud avec S Szamos
Infographie : JL Beaud avec S Szamos

Les organismes photosynthétiques sont l’ensemble des êtres vivants capables de fabriquer de la matière organique grâce à la photosynthèse.

 

La photosynthèse

C’est la seule particularité qui différencie les organismes photosynthétiques du groupe des Animaux.
Les organismes photosynthétiques prélèvent dans l’environnement des substances minérales : eau, sels minéraux et dioxyde de carbone (CO2). Grâce à la présence de lumière qui fournit l’énergie et aux pigments chlorophylliens, ils sont capables de transformer les substances minérales en substances organiques : sucres, graisses et protéines.
Il y a également au cours de ces réactions de photosynthèse, libération de dioxygène O2.
On peut résumer ce processus par l’équation suivante -->
Eau+CO2+Sels minéraux = (Sucres, graisses, protéines) + dioxygène en présence de lumière

Les "Végétaux" peuvent donc grandir sans la présence des autres êtres vivants. On dit qu’ils sont autotrophes = se nourrir tout seuls. Contrairement aux animaux qui sont hétérotrophes.

Les végétaux... n'existent plus !

Les végétaux n’existent plus en tant que groupe de la classification. l’origine de cette diversité évolutive des organismes photosynthétiques que l’on désignait autrefois sous le terme de végétaux, est expliquée par le phénomène d’endosymbiose de bactéries photosynthétiques, puis par celle d’eucaryotes photosynthétiques

Par le phénomène d’endosymbiose, des eucaryotes hétérotrophes ont acquis la photosynthèse en phagocytant une cyanobactérie sans la digérer.

Ce phénomène d’endosymbiose
s’est produit plusieurs fois,
permettant à des groupes éloignés
de la classification de se doter de la
photosynthèse.

 

les algues vertes et rouges sont
issues de l’endosymbiose d’une
cyanobactérie par un eucaryote
hétérotrophe
les algues brunes sont issues de
l’endosymbiose d’une algue rouge
par un eucaryote hétérotrophe
les dinoflagellés photosynthétiques (par ex.zooxanthelle) seraient le résultat d’endosymbioses successives d’algues vertes, puis de
straménopiles.

 

Ces endosymbioses primaires puis secondaires font que nos "végétaux" constituent un groupe polyphylétique.

 

Source : cours pb2 H. Casanova - extrait de "Biologie" Raven, Johnson, Mason, Losos et Singer 3ème édition De Boeck 2014


Classification

Le chloroplaste dans lequel se déroule la photosynthèse contient différents pigments qui sont en partie à l’origine de la nouvelle classification.
On retiendra les groupes suivants :
la lignée verte avec des chloroplastes contenant au moins les chlorophylles a, b. Les algues rouges, vertes et plantes à fleurs aquatiques font partie de ce groupe.
la lignée brune avec des chloroplastes porteurs des chlorophylles a et c. Les algues brunes, Coccolithes, Zooxanthelles font partie de cette lignée.


Modèles d'étagements

Notion d'étagements

Un étage en océanographie est une zone bathymétrique littorale marquée par des types de peuplements benthiques caractéristiques, faunistiques et floristiques, répartie verticalement depuis le haut de la zone d'influence des embruns jusqu'à la fin du plateau continental[1]. Cet étagement dépend de nombreux facteurs abiotiques : durée de submersion par la mer (facteur primordial sur les côtes dites à marées, il explique la répartition des peuplements en fonction de leur capacité à résister à l'émersion à marée basse, c'est-à-dire leur résistance à la dessiccation provoquée par l'exposition au vent, à l'ensoleillement direct, aux variations thermiques, à la salinité mais aussi leur résistance à l'eau douce des pluies, etc.), agitation de l'eau (modes battu, semi-battu et calme, avec tous les intermédiaires), nature du substrat[2], ensoleillement.

 

Les trois grands étages sont délimités de façon théorique par les limites atteintes par la mer en période de vive-eau :

  • l'étage supralittoral situé au-dessus des pleines mers de vive-eau qui n'est atteint que par le ressac et les embruns.
  • l'étage médiolittoral qui correspond à la zone de balancement des marées où il y a alternance d'immersions et d'émersions. Cet étage est délimité vers le haut par le niveau moyen des hautes mers de vive-eau et vers le bas par le niveau moyen des basses mer de morte-eau.
  • l'étage infralittoral situé en dessous des basses mers de morte-eau.

Étagement algal

Les différents taxons des macroalgues et de plantes marines se répartissent habituellement en ceintures le long du littoral selon un gradient de profondeur. Cette distribution verticale des algues sur le littoral, appelée étagement algal, dépend essentiellement de cinq facteurs qui expliquent que les étages ont chacun des communautés caractéristiques dont les limites ne sont pas toujours bien définies :

S'ajoute à ces éléments d'autres facteurs physiques (nature du substrat rocheux, température…), chimiques (salinité, pH, nutriments, gaz et niveau de pollution), et biologiques (herbivores, microbes, épiphytes, endophytes, symbiotes, parasites ainsi que la compétition interspécifique afin d'occuper la niche la plus appropriée à la physiologie de chaque algue), qui expliquent la présence d'espèces algales.


Les algues

On distingue chez les algues en général :

  • des crampons pour se fixer au substrat
  • un stipe
  • une lame ou fronde où se fait la photosynthèse, les éléments nutritifs étant disponible dans l'eau

L'ensemble s'appelle un thalle.

 

De nombreuses estimations ont fait varier le nombre d’espèces d’algues de 30 000 à plus d'un million. Malgré les incertitudes quant aux organismes qui devraient être considérés comme des algues, un inventaire établi en 2012, d'après la base de données AlgaeBase (qui inclut 15 phyla et 64 classes mais ne prend pas en compte les quelque 200 000 espèces de diatomées, microalgues siliceuses), recense 72 500 espèces d’algues différentes[3]. (Source : Wikipédia)

 

Elles constituent une part très importante de la biodiversité et la base principale des chaînes alimentaires des eaux douces, saumâtres et marines. Diverses espèces sont utilisées pour l'alimentation humaine, l'agriculture et l'industrie.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Comparaison de la morphologie d'une algue par rapport à une plante terrestre

Algues vertes

Les Algues vertes sont photophiles : il n’y a que les chlorophylles A et B dans les chloroplastes; elles ont donc besoin de lumière pour se développer.

C'est pourquoi, elles ne se développent pas en dessous de 15 m de profondeur où colonisent les platiers et les parois bien éclairées.

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Algues rouges (Rhodophytes)

La couleur rouge est liée à la présence, en plus des chlorophylles A et B et des caroténoïdes, de deux autres pigments :

- la phycoérythrine qui permet d'absorber les radiations lumineuses de longueur d'onde courte, qui pénètrent en profondeur dans la mer.

- la phycocyanine absorbe les lumières orange et rouge.


Ces pigments supplémentaires leur permettent de vivre à des profondeurs supérieures à celles des algues vertes. En profondeur, les algues accumulent une grande quantité de phycoérythrine, pigment qui leur permet d'absorber la lumière à cette profondeur.

 

L’appareil végétatif est constitué par des crampons, un stipe, une fronde. Ces deux derniers éléments forment le thalle.

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Algues brunes (Phéophycées)

Depuis la surface jusqu’à –40 m de profondeur.

106 422 espèces recensées
comprend 2 groupes frères :

  • les straménopiles
  • les haptophytes (autrefois appelé les coccolithophoridés).


La cellule renferme :
- des chloroplastes porteurs de chlorophylles A et C
- des pigments surnuméraires comme la fucoxanthine
- présence de produits d'accumulation liquides comme le mannitol ou la laminarine
- les cellules flagellées sont pleurochontées et hétérochontées


-->Les straménopiles (105 922 espèces recensées) : ce sont des organismes caractérisés par la présence de poils creux sur les flagelles qui sont hétérochontes ; on distingue les groupes suivants : 
• les bacillariophycées ou diatomées . Ex : Navicula
• les chrysophycées ou algues dorées, unicellulaires ou coloniales. Ex : Ochromonas
• les xanthophycées ou algues jaunes, unicellulaires, coloniales ou filamenteuses. Ex : Ophiocytium 
• les eustigmatophycées possédant un organe photosensible. Ex : Eustigmatos 
• les raphidophycées
• les dictyochophycées, algues unicellulaires flagellées
• les phaeophycées ou phéophycées ou algues brunes.
Ex : Ascophyllum, Fucus, laminaria ....
On y a inclus les oomycètes ou "champignons inférieurs " qui sont des parasites comme le mildiou de la vigne (Plasmopora viticola ), la saprolègne des poissons (Saprolenia ferax) ou les opalines parasites des grenouilles..... 

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-->Les haptophytes ou coccolithophoridées (500 espèces recensées) : ce sont des unicellulaires biflagellés photosynthétiques dont l'exosquelette est constitué de plaques dures organiques ou calcaires, les "coccolithes" qui par accumulation forment des sédiments à l'origine des assises crayeuses du crétacé.
La cellule porte en outre un filament ou haptonème formé de 6-7 microtubules.
Ex : Emiliana, Discophaera


Les plantes à fleurs

sont des plantes avec des feuilles visibles, une tige rampante appelée rhizome et des racines. Leurs feuilles en forme de ruban portent des nervures parallèles plus ou moins abondantes. Les plantes à fleurs marines ont un système vasculaire qui permet à la sève de circuler des racines aux feuilles.

Les plantes à fleurs portent les chlorophylles a et b comme les algues vertes mais n’ont pas le même appareil végétatif. Ici, il est constitué de tige, racine et feuilles.

 

les Zostéracées


les Posidoniacées

  •  Posidonie : espèce endémique de Méditerranée (Posidonia oceanica), d'importance majeure dans cette mer semi-fermée, et entre quatre et huit autres partagées entre Australie tempérée et Nouvelle-Zélande

les Cymodocéacées

 


les Hydrocharitacées.
La famille des Hydrocharitacées (du grec « hydro » eau, et « charis » grâce, beauté, qui veut dire « beautés des eaux »), comprend une vingtaine de genres et une centaine d'espèces.
C'est la seule famille qui comprend à la fois des plantes à fleurs d'eau douce (comme l'élodée de nos aquarium) et trois genres de plantes à fleurs sous-marines :

Les Hydrocharitacées

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Les Zostéracées

Les Posidoniacées

Les Cymodocéacées


Sources documentaires

http://www.univ-lehavre.fr/enseign/fst/projets/algues/Pages/Rubrique1-intro.htm

Chantal Delcausse; Patrick Giraudeau - FFESSM - CREBS Île-de-France

https://www.encyclopedie-environnement.org

https://planet-vie.ens.fr/thematiques/evolution/histoire-de-l-evolution/les-endosymbioses-dans-l-histoire-evolutive-des

Cours pb2 H. Casanova - extrait de "Biologie" Raven, Johnson, Mason, Losos et Singer 3ème édition De Boeck 2014

https://anr.fr/Projet-ANR-15-CE32-0003

Bernard Pailard — http://plozevet.hypotheses.org/category/atelier-scientifique, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=46079094

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