Présentation des algues

L'étude des algues s'appelle la phycologie*

? Qu'est-ce qu'une algue ?

Les algues sont à l'origine du monde vivant. Certaines bactéries, premières formes de vie sur Terre, se sont rapidement dotées de pigments chlorophylliens et ont ainsi pu initier la photosynthèse, et donc la libération d'oxygène ayant permis aux autres formes de vie de se développer.

A partir d'un ancêtre commun se sont formées les algues bleues, brunes, rouges et vertes. Seules les algues vertes donneront naissance aux végétaux supérieurs. Du fait de la disparition de tous leurs pigments, certaines algues donneront naissance à des organismes classés parmi les champignons.

Sous le terme « algue » se cache une grande hétérogénéité d'organismes. On peut toutefois les séparer en deux groupes :

- Les micro-algues (+ 1 000 000 espèces ): composées d'une ou plusieurs cellules (en moyenne quelques dizaines de microns). Beaucoup flottent ou sont équipées de flagelles leur permettant de nager. Certaines sont aflagellées et flottent ou alors sont fixées sur divers substrats. Leur biotope est très variée et insoupçonnée. Une algue microscopique unicellulaire rouge donne , par exemple, la couleur aux flamants roses. Une espèce est même visible par satellite (mer rouge). Le phytoplancton est composé de micro-algues. Le phytoplancton produit la production primaire dans les chaînes alimentaires des océans.

- Les macro-algues (+ 30 000 d'espèces ): l'appareil végétatif est appelé thalle (ensemble de cellules peu différenciées). Celui-ci se compose, chez certaines espèces, d'un système de fixation (le crampon), d'un pédoncule (le stipe), et d'une lame découpée en filaments, cordons ou lanières (fronde). Le thalle est d'une taille allant de quelques centimètres à plus de 40 mètres pour le kelp (Macrocystis). Ce thalle est de forme très variable.

Les algues ne sont pas exclusivement des végétaux marins. Il y a aussi des algues d'eau douce, dans l'air, la terre , la glace...Tous les végétaux marins ne sont pas des algues, par exemple la posidonie, très importante par sa production d'oxygène, deux fois plus importante qu'une forêt à superficie égale, fleurit et n'est donc pas une algue.

Photosynthèse et pigmentation:

Les algues n'ont pas de racines pour absorber les nutriments. Elles filtrent l'eau de mer, captent le CO₂ qui, associé à l'eau en présence de lumière permet la production de (CH₂O)_n (glucides) avec production d'O₂. Comme tous les êtres vivants, les algues respirent, donc captent de l'O₂ dissout dans l'eau et rejettent du CO_2, mais elles fabriquent davantage d'O₂ qu'elles n'en consomment.

Pour absorber la lumière indispensable à l'activité photosynthétique, les algues utilisent des pigments. La chlorophylle a est présente chez tous les végétaux chlorophylliens, la chlorophylle b est présente chez les végétaux verts. Les chlorophylles a et b participent directement au métabolisme énergétique. Chez les algues, il existe d'autres chlorophylles ( c,d et e ), et d'autres pigments spécifiques qui absorbent aussi la lumière et transfèrent l'énergie qu'ils ont captée aux chlorophylles a et b . Chlorophylles a et b jouant ainsi un rôle de récepteur final de l'énergie lumineuse. Les autres chlorophylles et les autres pigments étant des récepteurs initiaux.

Pour les algues bleues, le rayonnement solaire est biocide. Elles possèdent certains pigments, comme la phycocyanine, de couleur bleue. Cette « intolérance solaire » explique qu'aucun végétal bleu ne soit parvenu à se libérer du milieu aquatique (excepté les lichens qui sont surtout composés de champignons).

Pour les algues rouges, l'intolérance au rayonnement solaire est aussi un facteur limitant leur développement. Cette intolérance au soleil explique que ces algues se développent en profondeur, à moins qu'elles sont abritées de la lumière, par exemple sous des algues brunes. Les algues rouges n'ont pas pu se libérer du milieu aquatique.

Les algues vertes n'ont pas besoin de pigments complémentaires pour fonctionner. Leur adaptation à la lumière intense explique que vers 600 millions d'années avant notre ère, certains végétaux quittent le milieu aquatique.

Les algues brunes se caractérisent par la présence de pigments brun-jaunes (comme la fucoxanthine), ce qui leur permet de se développer à un niveau médio et supralittoral, car pour elles la lumière n'est pas biocide. Malgré une tentative d'implantation terrestre, il y a 200 millions d'années, elles sont restées aquatiques.

Comment distinguer les algues des autres végétaux ?

La distinction de cet ensemble de végétaux au sein du monde vivant à subi des évolutions au cours du temps et aucune définition ne fait l'unanimité auprès des spécialistes.

Une distinction ancienne au XIX siècle opposait, dans le règne végétal, la notion de thallophyte et de cormophyte, le vaste ensemble des algues étant défini comme celui des thallophytes chlorophylliens. Cette définition était trop étroite mais semble encore très pratique, de nos jours, du moins au niveau macroscopique. Il y avait donc d'un côté les végétaux chlorophylliens avec ni racine, ni tige, ni feuille par opposition aux autres végétaux qui ont un cormus (au moins des racines pour les mousses et les fougères et des tiges et des feuilles pour les phanérogames). La systématique était donc basée sur la différenciation morphologique, mais certaines algues présentaient des complications et ne s'apparentaient pas aux thallophytes (characées par exemple). Cette définition était trop large car elle pouvait englober aussi les mousses qui ont des racines rudimentaires. On a décidé, alors, de les appeler des cryptogames non vasculaire par opposition aux cryptogames vasculaires.

Au XX siècle, la systématique du monde végétal évolue avec le microscope et on décide de la faire reposer sur la nature des organes reproducteurs. Elle est peu pratique mais elle est rigoureuse. En effet, on divise le règne végétal en deux groupes : un groupe avec le présence de gamétocystes et un groupe avec la présence de gamétanges.

Dans le cas du gamétocyste: l'enveloppe de la cellule mère reste l'enveloppe du gamétocyste. Tout le contenu de la cellule mère se transforme en gamètes.

Dans le cas du gamétange: une partie du contenu de la cellule mère donne naissance aux gamètes et l'autre partie forme l'enveloppe du gamétange qui est alors pluricellulaire : voir le schéma page 2 ( cliquer en bas de page ).

Il existe la même distinction entre sporocyste et sporange, quand il existe des spores.

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Difference entre cyste en ange

Définition botanique la plus rigoureuse jusqu'en 1970 :

Les algues sont des végétaux photosynthétiques se reproduisant par des spores et des gamètes formés dans des sporocystes et des gamétocystes.

Diversité:

Les algues représentent un ensemble d'organismes très divers à de multiples niveaux:

- Taille: de 2 µ à plus de 50 m

- Organisation cellulaire: une cellule à xⁿ cellules

- Adaptation à tous les milieux: eaux douces, terre, air, mer

- Mode de vie : parasite, saprophyte, épiphyte, endophyte

- Morphologie: cénobe, lame, filament, stipe, tâche visqueuse

- Reproduction: toutes les modalités possibles de cycles et de types de fécondation^*

- Cytologie: procaryote et eucaryote

- Composition biochimique: présence de glucides et d'autre substances spécifiques

- Présence d'organites et de structures particuliers dans les cellules

* Chez les autres végétaux, la fécondation est une oogamie

Depuis 1970, la classification a évolué et le monde vivant n'est plus subdivisé en deux groupes (animaux et végétaux). Certaine organismes mettent en évidence la continuité entre les deux règnes: voir page 2.

Les bactéries, qui étaient considérées comme un monde microscopique à part, ne sont plus classées avec le critère de taille. En effet, on a découvert des bactéries de la taille des drosophiles (voir page 2).

Les progrès de la connaissance en génétique ont bouleversé la systématique qui subdivise désormais le monde vivant en au moins 9 groupes. Les algues sont désormais réparties dans 5 groupes (voir classification).

* Lexique étymologique spécifique à la phycologie : voir tableau, page 2 ( cliquer en bas de page)