Algues 2BIOS03 13/14

De biorousso
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Quelles sont les caractéristiques des algues?

Les algues sont des eucaryotes, plus précisément une catégorie de protistes. Elles forment une grande variété de protistes qui vivent dans des milieux aquatiques ou humides. Les algues sont photosynthétiques c'est-à-dire qu'elles utilisent du gaz carbonique, de la lumière, des sels minéraux et de l'eau pour produire du sucre en dégageant de l'oxygène. Les algues ne possèdent pas de racines, ni de tige ou de feuilles mais un crampon, un stipe et une lame (la fronde). Les algues se reproduisent à l'aide de gamètes (cellules reproductrices) et de spores (cellules de reproduction). Chaque espèce a des caractéristiques anatomiques différentes. Ils existent plusieurs types d'algues:

  • Algues vertes ou chlorophycées
  • Algues brunes ou phéophycée
  • Algues rouges ou rhodophycées

(cf:annexe1)

Dans ce travail nous aborderons plus spécifiquement les algues vertes.

Où vivent les algues vertes?

La plupart vivent en eau douce, mais on trouve également un grand nombre d'espèces marines et quelques espèces terrestres. Diverses espèces d'algues vertes unicellulaires vivent en milieu aquatique, où elles font partie du plancton. D'autres habitent les sols humides. Certains Chlorophytes sont adaptés à un habitat des plus inattendus: la neige.

Quelles sont les algues ancestrales à l'origine des plantes?

Tout le règne végétal descend du même organisme: l' algue verte. (cf:annexe2)

Il existe 2 lignées d'algues vertes: les chlorophytes et les streptophytes. Les chlorophytes sont les ancêtres des algues aquatiques et les streptophytes sont à l'origine des plantes terrestres.

Certains chlorophytes remontent à 900 millions d'années, alors que les streptophytes sont apparus beaucoup plus tard, entre 490 et 425 millions d'années.
Les algues aquatiques (streptophytes) vivant dans des endroits de marées ont dû s'adapter au fait d'être exposées pendant plusieurs heures à l'air. Pour ce faire, elles sécrètent une cuticule sur la surface exposée, ainsi elles se protègent contre le dessèchement. Or, la cuticule rend difficile les échanges gazeux qui sont indispensables à la respiration et à la photosynthèse.
L’évolution de feuilles permet d'avoir une plus grande surface pour la photosynthèse et la création de tissus vasculaires favorise la verticalité de la plante qui peut ainsi grandir pour donner naissance aux arbres.

Au cours de toutes ces adaptations, les algues vertes ont donc évolué pour créer les plantes terrestres. (cf:annexe3)

Quelles sont les structures qui composent l'appareil végétatif des algues vertes?

Les algues sont thallophytes, c'est-à-dire que leur appareil végétatif est un thalle. Prenons par exemple le Laminaria, bien que ce soit une algues brunes. Elle possède un crampon, stipe lisse et un thalle.

Le thalle est le tissu général dépourvu de tissu vasculaire, qui est formé de nombreuses cellules.
Le crampon lui permet de se fixer n'importe où.
Le stipe est une fausse-tige qui relie le crampon à la fronde.

(cf:annexe4)

La Chlamydomonas est un exemple plus particulier (cellule mobile). Elle possède un stigma, un Pyrénoïde et un chloroplaste.

Le stigma est une sorte d'oeil primitif servant à guider l'organisme.
Le pyrénoïde est une strucure contenant les enzymes nécessaires à la photosynthèse.
Le chloroplaste sert à capter la lumière pour faire la photosynthèse.

(cf:annexe5)

Comment se nourrissent les algues vertes?

Les algues vertes sont des organismes photoautotrophes. En effet, grâce à la photosynthèse, elles produisent de l'énergie sous forme de glucides qui forment leur nourriture.

Quelles sont les structures qui composent l'appareil reproducteur des algues vertes?

Au niveau de la reproduction asexuée, Les algues vertes peuvent se reproduire par fragmentation (multiplication végétative). Par exemple, une des modes de reproduction le plus courant chez les algues vertes, une petite partie du thalle d'une algue se détache et une fois emportée par le courant, donne plus tard un nouvel individu qui est, dans ce cas, génétiquement pareil à celui d'origine. Les algues vertes peuvent aussi libérer des spores qui germent et donne naissance à nouvel individu.

Au niveau de la reproduction sexuée, l'individu naît cette fois de la fusion de deux cellules reproductrices mâle et femelle appelées gamètes. Les individus obtenus sont cette fois génétiquement différents. Cependant, cette manière de reproduire reste celui qui est la moins utilisée et très aléatoire.

Comment se reproduisent les algues?

Il faut savoir que les cycles de reproduction des algues sont très complexes et variés. Nous allons aborder deux types d'algues qui ont chacunes un cycle complètement différent de l'autre. Prenons une algue brune, la Laminaria qui est un pluricellulaire et qui caractèrise le cycle de reproduction des autres algues en général. Et une algue verte, le Chlamydomonas qui est un unicellulaire mobile et qui possède un mode de reproduction très spécial.

Cycle de reproduction du Laminaria

La Laminaria a un cycle de développement spécial, caractérisé par l'alternance de génération. Tout d'abord, l'individu diploïde est appelé sporophyte car il fabrique des spores. Ces sporophytes vivent habituellement sous la ligne des plus basses marées, fixés aux rochers par leur crampons ramifié. Les cellules situées à la surface des frondes (partie dressée de l'appareil végétatif de l'algue) deviennent des sporocystes. Ceux-ci produisent des zoospores par méiose. Ces zoospores vont produire un gamétophytes mâle et un gamétophyte femelle ( ce sont de petits filaments ramifiés qui grandissent à la surface des rochers, sous la ligne des marrées basses). Les gamétophytes mâles vont libérer des anthérozoïdes et les gamétophytes femelles vont produire des oosphères qui vont rester fixées au gamétophytes femelles. Ensuite, les oosphères vont sécréter une substance chimique qui vont attirer les anthérozoïdes de la même espèce (ce qui va accroître les probabilités de fécondation dans l'océan) et ces anthérozoïdes vont féconder les oosphères. Enfin, par fécondation, Les zygotes vont devenir de nouveaux sporophytes et ils vont commencer leur vie attachés aux restes du gamétophyte femelle. (cf:annexe6)

Cycle de reproduction du Chlamydomonas

Le Chlamydomonas se reproduit par voie sexuée et asexuée. Au cours de la reproduction asexuée, le noyau haploïde se divise généralement par mitoses pour donner jusqu'à 16 cellules filles à l'intérieur de la paroi de la cellule mère. Chaque cellule sécrète une paroi individuelle et développe des flagelles. Ces cellules sécrètent une enzyme qui décompose la paroi parentale, et les cellules filles peuvent alors s'échapper, bien que certaines d'entre elles restent souvent quelque temps dans la paroi de la cellule mère.

Chez le Chlamydomonas, la reproduction sexuée implique la fusion d'individus des types sexuels différents. La transformation des cellules végétatives en gamètes est conduite par une déficience en azote. Les gamètes (qui ressemblent aux cellules végétatives) se rassemblent d'abord en groupes. Dans ces groupes, ils se réunissent et s'accouplent, en commençant par la membrane de leurs flagelles, puis par un mince filament de protoplasme (le tube de conjugaison) qui les relie par la base des flagelles. Dès la formation des cette liaison protoplasmique, les flagelles se libèrent et une des paires se propulse dans l'eau les gamètes partiellement fusionnés. Les protoplastes des deux gamètes fusionnent complètement, suit alors la fusion de leurs noyaux et la production du zygote. Aussitôt, les quatre flagelles se raccourcissent et finissent par disparaître, et une paroi épaisse se forme autour du zygote diploïde. Ce zygote résistant passe ensuite par une période de repos. La méiose se déroule à la fin de la période de dormance et aboutit à la production de quatre cellules haploïdes qui développent deux flagelles et une paroi cellulaire. (cf:annexe7)

Ces cellules peuvent soit se diviser asexuellement soit s'unir à une cellule d'une autre lignée sexuelle pour donner un nouveau zygote. Le cycle de développement du Chlamydomonas est donc haplophasique (période du cycle reproductif de l'organisme pendant laquelle il ne possède qu'un seul génome) et la méiose est zygotique.

A quoi servent les algues vertes?

  • Consommation humaine: Certaines algues sont comestibles mangées par l'homme depuis longtemps surtout en Chine et au Japon.
  • Utilisation industrielle: Des algues comme les alginates, carraghenanes et les agars sont utilisées dans l'industrie alimentaire (gélifiants), pharmaceutiques (pansements, pâte de moulage pour dentier), etc.
  • Utilisation écologique: On utilise les algues en les incorporant à d'autres produits ou de la terre, amendements agricoles qui fertilisent les champs en abaissant l'acidité des sols en y apportant des oligoéléments.
  • Maintient de la vie sur Terre: 50 à 70% de l'oxygène produit sur Terre provient de l'activité des algues.

Sources

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