Sciences & Techniques: Comment le vivant compose avec la pesanteur ?

« L'océan est loin de constituer pour elles un milieu homogène.

Certes, le gaz carbonique dissous, qui large et en surface.

En fin de compte, les eaux côtières, de la surface jusqu'à quelques dizaines de mètres de profondeur selon leur limpidité, constituent l'habitat rêvé pour toutes les algues, qui peuvent aussi vivre plus chichement dans leseaux du large pauvres en sels minéraux. Dans ces conditions, les végétaux marins disposent de deux stratégies différentes : s'arrimer près de la côte à faible profondeur, etbénéficier tout à la fois de l'abondance des sels minéraux et de la lumière solaire; ou bien vivre en pleine mer au gré des courants, aurisque d'affronter des zones de disette par manque de sels minéraux… Selon la stratégie choisie, les problèmes liés à la pesanteur nesont pas les mêmes. Pour se maintenir près de la surface, les algues libres doivent avoir une densité très proche de celle de l'eau.

Beaucoup y parviennentsans difficulté, puisque la densité normale des cellules est voisine de celle de l'eau.

D'autres, très nombreuses – diatomées,coccolithophoridées – s'offrent même le luxe de s'entourer d'une carapace de silice qui les protège (partiellement) contre lesprédateurs voraces du zooplancton, tout en les alourdissant.

Leur secret? Ces algues unicellulaires se dotent également d'une bulle d'oxygène gazeux, produit de leur photosynthèse, qui leur sert de système de flottaison… A leur mort, les diatomées ne sécrètentplus d'oxygène, et leurs minuscules squelettes tombent sur le fond. Les problèmes de pesanteur auxquels sont confrontés les végétaux aquatiques fixés sont bien sûr différents de ceux des algueslibres, mais aussi plus variés. Pour se fixer au sol, de nombreuses algues se contentent d'y former une couche adhésive de faible épaisseur, qui laisse passer lesrayons solaires.

Celles-ci n'ont pas besoin d'être légères.

Elles peuvent au contraire s'alourdir d'une matrice calcaire, qui présente ledouble avantage de consolider leur ancrage et de les défendre contre les herbivores.

C'est la méthode des algues dites " encroûtantes", telles les fameuses algues rouges coralligènes (Pseudolithophyllum expansum) qui couvrent les fonds rocheux méditerranéens.

Cemode de vie est à la portée des algues unicellulaires, et même des cyanobactéries. D'autres, toutes pluricellulaires, s'arriment au sol par un ou plusieurs crampons (c'est le cas des ulves, des laminaires et desgracillaires…), ou par des radicelles qui s'enfoncent dans le sédiment (ex : la Caulerpe).

Pour capter davantage de lumière , ces algues aux allures de plantes dressent leurs frondes vers la surface.

Si elles se dressent si bien en mer – le fameux kelp peut dépasser vingtmètres de hauteur! –, c'est parce qu'elles sont un peu moins denses que l'eau qui les porte.

Elles doivent leur légèreté à dessubstances variées qu'elles synthétisent, telle la gélose, mais aussi et surtout aux gaz qu'elles stockent dans leurs tissus : oxygèneissu de la photosynthèse et gaz carbonique produit par la respiration.

Les solides fucus vésiculeux battus constamment par les flotssur l'estran sont ainsi équipés de gros flotteurs remplis d'un mélange d'oxygène et de gaz carbonique, qui les aident à combattre lagravité à marée haute. Certaines algues longilignes qui se développent au ras du sol, les algues " rampantes ", produisent sur leur longueur de finesradicelles ancreuses dirigées vers le fond, et des frondes destinées à la photosynthèse, orientées vers la surface.

Pour la Caulerpeprolifique (Caulerpa prolifera), la nature de l'organe développé – radicelle ou fronde – est déterminée grâce à de minuscules détecteursde pesanteur : les amyloplastes.

Ces organites cellulaires, plus denses que le milieu interne, s'accumulent dans la partie inférieure duthalle, épais d'une seule couche cellulaire : c'est dans cette zone d'accumulation que se développent les racines.

Les frondes seforment dans la partie supérieure, dépourvue d'amyloplastes. A l'instar des plantes terrestres, les plantes marines (telles que posidonies et zostères) s'ancrent dans le sol par leurs racines etdressent leurs feuilles vers la lumière.

Un peu moins denses que l'eau de mer elles aussi, elles ont l'avantage sur les algues deposséder des tissus de soutien, hérités de leurs ancêtres terrestres, qui les aident à se tenir érigées. Pour se reproduire, ces algues et plantes qui vivent fixées sur le fond marin libèrent dans l'eau leursspermatozoïdes, libres dans le cas des premières, enfermés dans des grains de pollen pour les secondes.Ceux-ci nagent activement ou sont transportés passivement par le courant jusqu'à l'organe femelle d'unautre membre de leur espèce.

Après la fécondation, les œufs des algues et les graines des plantes sont àleur tour libérés dans l'eau, où ils se dispersent.

Les premiers, légers, peuvent être transportés à grandedistance avant de donner naissance à un nouvel individu, tandis que les graines, plus denses que l'eau,tombent et germent dans les environs.

Un cas très intéressant est celui de la Salicorne, cette plante à fleurs qui pousse dans les prés inondés en bord de mer.

Ses graines flottent dans l'eau de mer, mais pas dans l'eau douce : unmoyen efficace pour bien choisir l'endroit où se fixer et germer!… Les exigences vitales des animaux et des protistes non chlorophylliens, hétérotrophes, sont bien sûr différentes de celles desvégétaux.

Leur métabolisme, indépendant de la lumière , utilise des molécules organiques et de l'oxygène.

Les unes et l'autre sont présentes partout, quoique en concentration variable, dans l'océan et à sa surface.

Depuis deux milliards d'années peut-être, l'oxygènesécrété par les algues a en effet saturé les eaux de surface, a été transporté en profondeur par les courants, et a – pesanteur oblige –amplement envahi l' atmosphère dans lequel sa densité actuelle est d'environ 20 %.

C'est pourquoi les animaux ont pu s'adapter, de manières différentes, à la vie aquatique, près de la surface comme en profondeur. • Loi C : S'il exerce une force de propulsion vers le haut égale ou supérieure à son poids apparent (= poids réel moins poussée d'Archimède ), un objet mobile plus dense que le milieu peut se maintenir sur place, ou se diriger vers le haut. • Loi D : La résistance du milieu, qui ralentit la chute des objets denses, augmente avec le rapport de leur surface sur leur poids. »