Les algues (Exposé – SVT – Collège/Lycée)

« • En effet, l'agitllfi on de l'eau limite les variations de température, favorise le renouvellement de l'eau, agit sur la fixation des algues et le dépôt des sédiments.

·De même , la durée de l'émersion lors des marées basses détermine la répartition des différentes espèces dans la zone de balancement des marées.

Pour certaines algues, l'émersion périodique limite leur extension en profondeur.

Certaines meurent dès qu'elles ont perdu 2 à 3% de leur eau (laminaires).

D'autres (fucales) peuvent rester plusieurs jours hors de l'eau, alors qu'elles ont perdu environ 80% de leur eau.

LA COMPOSITI ON DE L'EAU • La salinité de l'eau de mer influence la répartition des algues.

Les algues sténohalines vivent dans des eaux à salinité constante, les euryhalines dans des eaux à salinité variable.

Par ailleurs, les oligoéléments indispensables aux algues sont tous présents dans l'eau de mer.

• Certaines algues fixent des substances minérales comme le carbonate de calcium (diatomées), l'iode et le brome (laminaires).

Enfin , des algues ont besoin de vitamines (B12, thiamine , biotine) présentes dans l'eau de mer grâce à l'activité des bactéries.

fÉTAGEMENT DE LA VÉGÉTATION • L'étagement de la végétation algale est remarquable en particulier sur les côtes caractérisées par des marées de grande amplitude (Manche).

En revanche , sur les côtes méditerranéennes , l'amplitude est faible et l'étagement est moins net.

• Sur les parois verticales exposées aux vagues, on trouve souvent une algue calcaire (Lithophytlum tortuosum) connue sou s le nom de 11 trottoir>>.

Sur les fond s meubles, on trouve des « herbiers » de monocotylédone s (Posidonio oceonica , Cymodocea nodosa) et des prairies de Caule rpa prolife ra .

ÉCOLOGIE DES ALGUES CONTINENTALES LES EAU X STAGNAN TES • Dans les lacs, les étangs ou les mares vivent de nombreuses algues unice llulaires ou coloniales : diatomées (Asterionella), chrysophycées (Sinura), volvocales (Eudorina), chlorococca les et desmidiales.

• La diversité des espèces varie selon la température, la lumière, les saisons et la teneur en phosphates, nitrates et silice.

Certaines algues benthiques (des profondeurs) comme les charophycées se trouvent dans les eaux riches en calcaire.

LES EAUX COURAN T ES ·Les cours d'eau abritent essentiellement des diatomée s et des chlorophycées unicellulaires ou coloniales (Pediastrum).

• Les fonds des torrents de montagne, cours d'eau rapides à eau froide , sont caractérisés par les longues mèches brunes d'une chrysophycée coloniale (Hydrurus foetidus).

• Dans les cours d'eau plus lents, on trouve essentiellement des rhodophycées (Lemanea).

LES EAU X THERMALES • Les eaux therma les abritent des cyanophytes pouvant supporter des températures supérieures à 80 °C, ou encore des chlorophycée s unicellulaires et diatomées qui supportent des températures allant jusqu'à 50 oc.

ÉCOLOGIE DES ALGUES AÉROPHILES • Les algues aérophiles peuplent de nombreux substrats aériens.

Les sols humides sont recouverts d'algues filamenteuses (Zygnema, Hormidium) , les sols plus secs ou arides d'algues unicellulaires variées comme les xanthophycées, les diatomées , les chlorococcales , etc.

• D'autres algues aériennes vivent sur les rochers , les troncs d'arbres ou les feuilles , comme les trentépohliales dans les régions tropicales .

• D'autres algues dites cryophiles vivent sur les glaciers et les névés des régions polaires et des hautes montagnes .

Ainsi, les volvocales ou les chlorococcales colorent la surface de la neige en rouge, en vert ou en brun .

La « neige rouge » est essentiellement colorée par un Chlamydomonas (C.

nivoli s) dont les cellules abritent des gouttelettes lipidiques colorées en rouge orangé.

MODE DE NUTRITION DES ALGUES 5APROPHYTI5ME • Certaines algues unic ellulaires comme quelques diatomée s et les euglènes peuvent vivre en saprophytes* à partir des matières organiques du milieu .

Quelques-unes sont même prédatrices par phagocyto se*.

PARASI TISME • Le parasitisme représente la condition de vie d 'un être vivant, animal ou végétal , se nourrissant aux dépens de l'organisme vivant qui l'abrite .

• Quelques algues unicellulaires (dinophycées) et p luricellulaires (rhodophycées, chlorophycées) se développent dans des spongia ires, des cœlentérés ou des bryozoaires .

S YMBIO SE • La symbiose associant les algues photosynthétiques et les anima ux est le mode de nutrition le plus important des algues.

• Les chlorophycées évoluent en symbiose avec des champignons pour former les liche ns.

Des algues symbiotiques (zooch lorelles, zooxanthelles et zoocya n elles) existent, souve n t d'une manière constante , dans les cellu les de certai ns pr otozoaires ou dans les tissus de d ivers métazoai res marins ou d'eau douce.

• Les algues sont généralement considérées comme les premiers organismes vivants apparus à la surface du globe il y a 3-4 milliards d'années .

• Malheureusement , les traces paléontologiques sont rares à l'exception des formes calcifiées (cora llinacées, dasycladales , etc.), conservées par fossilisation .

• Les hypothèses phylogénétiques reposent donc essentiellement sur la connaissance des formes actuelles.

Elles stipu lent que les plantes supérieures ont dérivé des algues vertes, de même que les champignons, par perte de la chlorophylle et disparition des plastes.

• De plus , certains protozoaires ont des points communs avec des algues dépourvues de chlorophylle qui sont capab les d'ingérer des proies.

• Les algues comprennent les formes végéta les les p lus simp les, qui ont évolué dans des directions très variées.

Dans l'ensemble du règne végétal, elles occupent donc une place centra l e du point de vue phylogénétique, dans la mesure où ce sont d'elles que dérivent tous les autres groupes.

ALIME NTATION • Les algues sont très peu utilisée s pour l'alimentation humaine dans les pays occidentaux.

En revanche , en Extrême­ Orient, et en particulier au Japon, certaines algue s ali men taires (Porphyra), riches en protéines , font l'objet de véritables culture s.

• Sur le plan industriel, on extrait des laminaires des produits organiques, les alginates, qui sont utilisé s comme épaississants, gélifiants, émulsifiants et stabilisants dans les gelées alimentaires.

Les algues rouges (Celidium , Chondrus , Euchena , Gracilaria, Hypnea) fournissent de la gélose ou agar-agar qui, soluble dans l'eau bouillante , donne par refroidissement des gels consistants utilisés dans les entremets.

• Sur les côtes bretonnes, en Grande­ Bretagne et en Amérique du Nord, on récolte abondamment le carragaheen (Chondrus crispus) renfermant la carragahénine, qui fournit des gels utilisés dans les industries a limentaires .

• Des phéophycées et rhodophycées fournissent des farine s utilisées dans de nombreux produits .

·Certaines algues unice llulaires d'eau douce (Chlore /la, Scenedesmus , Spir ulina) se multiplient à très grande vitesse dans l'eau additionnée de faibles quant ités de sels nutritifs (nitrates, phosphates).

La culture de ces algues permet de produire rapidement des quantités considérables de glucides, lipides et protides utilisables pour l'alimentation animale et humaine.

Elle permettra peut-être de résoudre le problème de la faim dans le monde que pose l'expansion démog raphique actue lle.

Il a également été envisagé d'utiliser ces cultures d 'algues dans les vaisseaux spatiaux, lors de voyages de longue durée, afin de fournir un aliment aux cosmonautes et de régénérer l'atmosphère à l'intérieur de l'engin par absorption du gaz carbonique et dégagement d'oxygène.

• Enfin , il n'y a pas d'algues toxiques à l'exception de certaines dinophycées p lanctoniques (Gonyaulax) qui, ingérées par les moules, peuvent les rendre toxiques pour l'homme.

ENGRAI S • Les « goémons » (fucus, Chondrus, laminaires) sont récoltés puis dessalés pour être utilisés comme eng rai s naturel s.

En effet, leur haute teneur en azote est relativement proche de celle du fumier .

En Bretagne , environ 60 000 tonnes de Laminaria digitata sont utilisées comme engrais.

• De même , les cyanophycées sont capables de fixer l'azote atmosphérique, comme certaines bactéries , et contribuent de ce fait à augmenter la fertilité des sols.

AMEN DEMENT DES TERRES • Une algue rouge fortement calcifiée , le maërl (Lithothamnium ca/careum), est utilisée en Bretagne pour l'amendemen t des terres acides .

maërl fournit un calcaire poreux recherché pour ses pouvoirs absorbants , qui sert par exemple à sabler les routes en hiver .

USA GES I NDUSTRIELS • Les alginates de Laminaria digitata sont utilisés pour épaissir les papiers, les peintures et les encres d'imprimerie , ou pour enrichir en vitamines et en oligoéléments les produits de beauté .

• Les carapaces siliceuses de diatomées constituent parfois des couches d 'une roche friable , la diatom ite, employée comme support de la nitroglycérine dans la dynamite.

• Les laminaires ( Laminaria digitata en Europe, Macrocystis en Californie ) ont été utilisées jusqu'au début du XX' siècle pour l'extraction de sels de potasse et d'iode à partir de leurs cendres.

Après la découverte de giseme nts abonda nts et plus économiques (potasse de Stassfurt et d 'Alsace, iode des nitrates du Chili ), cette exploitation a été abandonnée.

USAGES PHARMACEUTIQUES • Diverses alg u es sont utilisées e n pharmacie , soit pour leur richesse en oligoéléments, soit pour leurs vertus antihelminthiques (vermifuges) et anticoagulante s.

• Certaines pourraient être employées comme sources de vitamines (provitamine A et vitamine C) ou d'antibiotiques.

• Les laminaires c h irurgica les sont constituées par des stipes (axe, tronc) spécialement traités et stéri les.

Elles servent à dilater les trajets fistu leux (orifices ou canaux anormaux) en chirurgie, ou le col de l'utérus en obstétrique.

USAGES SCIENTIF IQUES • De nomb reuses a lgues (euglènes, acétabu la ires, chlorelles) ont montré leur valeur dans le domaine scientifique, en permettant des recherches fondamentales en biologie : la découverte de la fécondation et de la fusion des gamètes chez les végétaux a été faite chez les algues ; de même, les progrès réalisés dans la conna issance de la photosynthèse chlorophyllienne sont dus en grande partie à l'utilisation d 'algues unicellulaires, les chlorelles.

DÉFINITIONS Autotrophie : qu alité de ce qu i est a uto trophe, c'est-à- d ir e qui se développ e à pa rtir d e ses élé m ents minéra ux.

Cyanophytes : a lg u es ble ues procaryo tes (m êm es caracté ristiques que les proch loroph ytes).

Cytologique : relatif à la c ytologie (étude des cellule s viva ntes).

Floridéen : q u ali fie u ne couleur rouge vif.

Fucales : a lg u es brun es.

Hétérotrophie : mod e d'alimentation d e certain s o r ganismes qui n e peuvent recourir qu'à des aliments déjà en p artie synthétisés p a r d 'autre s.

Laminariales : a lg u es brune s de g ra n de taille.

Mannitol = mannite : suintem e nt su cré .

Paramylon : substance glucidiqu e non colo ra ble par l'iode.

Phagocytose : m éc a nism e d 'absorptio n et d e destructio n d'une pa rticule solide.

Prochlorophytes : a lgues procaryot es qui, con trairement aux eucaryot es (autre s végé taux et animaux), n 'ont pas de n oya u individualisé (pas d e membrane nucléair e).

Saprophyte : végétal qui s e nourrit de mati ères organique s en p utréfaction.

Siphoné: s'applique à une structur e végétale dont les cellule s n e s ont pas cloisonn ées.

Thalle : appareil végétatif des plant es inférieur es.

Zoochlorelles : a lgues symbiotique s asso cié e s aux proto zoaires, spon giaires et cœlenté rés (médu ses).

Zoocyanelles : algues symbiotiqu es qui vivent dans les cellule s de certain s protozo aires ou dans les tissus de diver s m é tazoa ires marin s ou d'eau douce .

Zooxanthelles : algue s microscopique s viva nt en symbio se dans les tissus des polype s et beaucoup d'animau x des peupl ements récifau x.

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