PHYTOPLANCTON: CARACTÉRISTIQUES, NUTRITION, REPRODUCTION - LA BIOLOGIE - 2025

Le phytoplancton est un groupe d'organismes pélagiques autotrophes vivant en milieu aquatique et incapables de s'opposer à l'action des courants. Ces micro-organismes habitent presque tous les plans d'eau de la planète.

La plupart sont unicellulaires et ne peuvent pas surmonter les courants, ils sont donc emportés par eux. Ils sont également appelés producteurs primaires, car ils sont à la base des réseaux trophiques des milieux aquatiques. Ils se trouvent dans toute la colonne d'eau.

Diversité du phytoplancton. Tiré et édité de: Prof. Gordon T. Taylor, Université de Stony Brook, via Wikimedia Commons.

Leurs densités de population fluctuent avec le temps et peuvent former des agrégats temporaires très denses appelés blooms, turbides ou blooms. Ces efflorescences sont capables de modifier les conditions physiques et chimiques de la masse d'eau où elles se produisent.

Taxonomie

Le terme phytoplancton n'a aucune validité taxonomique. Il est utilisé pour regrouper différents groupes d'organismes faisant partie du plancton, principalement des microalgues.

Parmi les groupes taxonomiques les plus importants du phytoplancton, on trouve les diatomées (Kingdom Cromista, classe Bacillariophyceae), qui contiennent plus de 200 genres et plus de 20 000 espèces vivantes.

Les dinoflagellés (Royaume Cromista, infraphyllum Dinoflagellata), avec plus de 2400 espèces décrites, sont également considérés parmi les groupes les plus importants. Les autres représentants du phytoplancton sont les coccolithophores et certaines cyanobactéries (Kingdom Bacteria, division Cyanobacteria).

Caractéristiques générales

Ce sont, principalement, des organismes du Royaume Chroma, c'est-à-dire que ce sont des eucaryotes, ils présentent des chloroplastes avec les chlorophylles a et c, dans la plupart des cas. Ils sont unicellulaires. Étant des organismes microscopiques, leur nage est limitée et ils ne peuvent pas surmonter les courants.

Ils ont besoin de l'énergie solaire pour la photosynthèse. Leur dépendance à la lumière du soleil les limite à vivre dans la zone photique (une zone où la lumière du soleil atteint le milieu aquatique).

Les principaux représentants du phytoplancton sont les diatomées, les dinoflagellés et les coccolithophores, en dessous de leurs caractéristiques générales:

Les diatomées

Diversité des diatomées. Tiré et édité de: Wipeter, de Wikimedia Commons.

Organismes unicellulaires, parfois coloniaux. Ils présentent un frustule, qui est une paroi cellulaire assez dure et ornée, composée principalement de silice.

Ce frustule est composé de deux valves séparées (épithèque et hypothèque) de tailles différentes qui ensemble ressemblent à une boîte avec un couvercle, ou une boîte de Pétri. Ils n'ont généralement pas de flagelles. Ils habitent presque tous les plans d'eau et même les environnements humides.

Dinoflagellés

Ce sont des organismes unicellulaires qui peuvent ou non former des colonies. La plupart sont photosynthétiques et présentent des chlorophylles a et c, certains sont des mixotrophes (qui peuvent se nourrir par photosynthèse ou d'un autre organisme) et d'autres hétérotrophes.

La plupart sont marins, mais certains vivent en eau douce. La plupart sont libres, cependant, certaines espèces sont des endosymbiontes d'animaux tels que les coraux. Ils présentent deux flagelles inégaux qui, grâce à leur disposition, donnent au corps des mouvements oscillatoires.

Coccolithophores

Ce sont des microalgues unicellulaires recouvertes de structures de carbonate de calcium sous forme d'écailles ou de plaques. Ce sont des organismes purement marins et ne présentent pas de flagelles.

Autres composants du phytoplancton

Cyanobactéries

Ce sont des organismes procaryotes, capables de photosynthèse, pour lesquels ils ne présentent que de la chlorophylle a. Ils sont Gram négatifs et capables de fixer l'azote et de le convertir en ammoniac.

Ils habitent principalement les lacs et les lagunes, ils sont également fréquents dans les océans et dans les milieux humides.

Dessin d'une cyanobactérie. Tiré et édité de Database Center for Life Science (DBCLS).

Nutrition

La nutrition du phytoplancton est assez variée. Cependant, la photosynthèse est le facteur commun à tous les groupes qui composent le phytoplancton. Certains types nutritionnels de ces micro-organismes sont mentionnés ci-dessous.

Autotrophie

Type de régime que certains organismes présentent, qui sont capables de produire leur propre nourriture. Dans le cas du phytoplancton, il utilise la lumière du soleil pour transformer des composés inorganiques en matière organique utilisable. Ce processus est utilisé par presque tous les organismes du phytoplancton.

Un autre processus autotrophe est celui des cyanobactéries, qui peuvent fixer l'azote et le convertir en ammoniac.

Hétérotrophie

Style d'alimentation dans lequel les organismes dépendent de la matière organique déjà fabriquée pour se nourrir. Des exemples d'hétérotrophie en général sont la prédation, le parasitisme et l'alimentation herbivore.

Dans le phytoplancton, certains organismes ont ce type de nutrition. Les dinoflagellés, par exemple, ont des représentants qui s'attaquent à d'autres dinoflagellés, diatomées et autres micro-organismes.

Mixitrophie

Condition facultative de certains organismes capables d'obtenir leur nourriture de manière autotrophe ou hétérotrophe. Dans le phytoplancton, certaines espèces de dinoflagellés combinent photoautotrophie (photosynthèse) et hétérotrophie.

Certains chercheurs limitent l'hétérotrophie à la phagocytose d'autres organismes. D'autres incluent également le parasitisme de certaines espèces de dinoflagellés, dont on pense qu'ils effectuent également la photosynthèse.

la reproduction

Les organismes phytoplanctoniques présentent une grande variété de formes de reproduction, qui varient en fonction de la grande diversité d'espèces et de groupes de ce groupe. Cependant, de manière générale, le groupe présente les deux types de reproduction; l'asexué et le sexuel:

-Asexué

Type de reproduction dans lequel la progéniture n'hérite que des gènes d'un seul parent. Dans ce type de reproduction, les gamètes ne sont pas impliqués. Il n'y a pas de variation chromosomique et elle est courante chez les organismes unicellulaires tels que le phytoplancton. Certains types de reproduction asexuée dans le phytoplancton sont:

Fission binaire ou multiple

Caractéristique des archées et des bactéries, ce type de reproduction consiste en la multiplication de l'ADN par la cellule progénitrice, suivie d'un processus appelé cytokinèse, qui n'est rien de plus que la division du cytoplasme.

Cette division donne naissance à deux cellules filles (fission binaire) ou plus (fission multiple). Les algues bleu-vert (cyanobactéries), les dinoflagellés et les diatomées se reproduisent par ce type de mécanisme.

Gemmation

Parmi les organismes phytoplanctoniques, les cyanobactéries peuvent se reproduire par bourgeonnement. Dans ce processus, un petit individu très similaire à l'adulte est produit.

Cela se produit par la production d'un bourgeon ou d'une gemme qui germe de l'adulte et y pousse, se nourrissant même des nutriments du parent. Lorsque l'individu (la gemme) a atteint une certaine taille, il se détache du parent et devient indépendant.

-Sexuel

La reproduction sexuée consiste à obtenir une progéniture à partir du matériel génétique combiné de deux cellules sexuelles ou gamètes. Ces gamètes peuvent provenir du même parent ou de parents différents.

Le processus implique une division cellulaire méiotique, dans laquelle une cellule diploïde subit une division réductrice, donnant naissance à des cellules avec la moitié de la charge génétique de la cellule progénitrice (généralement quatre cellules).

Plusieurs espèces de phytoplancton subissent une reproduction sexuée dans des cas bien particuliers. Par exemple, les dinoflagellés sous certaines pressions environnementales (où les conditions ne sont pas nécessairement défavorables) présentent un type de reproduction sexuée.

Dans cette reproduction, un zygote se forme, grâce à la fusion de deux individus qui fonctionnent comme des gamètes. Plus tard, le zygote subira une division méiotique et donnera naissance à des cellules haploïdes.

Un autre exemple de reproduction sexuée dans le phytoplancton est celui des diatomées. Dans ceux-ci, après le processus de mitose (reproduction asexuée), l'une des deux cellules filles finit par être plus petite que la cellule progénitrice.

Au fur et à mesure que le processus de mitose se répète, la diminution de la taille des cellules filles est progressive, jusqu'à atteindre un minimum naturel durable. Une fois ce minimum atteint, un processus de reproduction sexuée commence, afin de restaurer la taille normale des cellules de la population.

Gephyrocapsa oceanica, Cocolithophore. Tiré et édité de: Photo de NEON ja, colorée par Richard Bartz, de Wikimedia Commons.

Importance

La principale importance du phytoplancton est écologique. Sa fonction dans les écosystèmes est vitale pour maintenir la vie et les relations trophiques.

La transformation de l'énergie lumineuse, du dioxyde de carbone et des nutriments inorganiques, en composés organiques et oxygène, soutient grandement la vie, non seulement dans l'environnement aquatique, mais aussi sur la planète.

Ces organismes, ensemble, représentent environ 80% de la matière organique de la planète. Cette matière organique est la nourriture d'une immense variété de poissons et d'invertébrés.

De plus, le phytoplancton produit plus de la moitié de l'oxygène de la planète. De plus, ces organismes sont une partie importante du cycle du carbone.

Importance industrielle

De nombreuses espèces de microalgues sont utilisées en aquaculture pour nourrir les premiers stades (larves) des espèces de poissons et de crevettes dans des conditions d'élevage.

Il existe une utilisation potentielle des microalgues comme biocarburant. Ils sont également utilisés en médecine naturelle, en cosmétologie, comme biofertilisants et de nombreuses autres utilisations.

Signification clinique

Il existe un phénomène qui caractérise le phytoplancton et c'est celui des efflorescences de phytoplancton. Celles-ci se produisent lorsque la disponibilité des nutriments dans un certain endroit est très élevée et est utilisée par ces micro-organismes par multiplication cellulaire accélérée.

Ces événements peuvent se produire par des remontées d'eau côtières (phénomène océanographique où les eaux du fond par l'action du vent et des courants atteignent la surface), ou par des événements spécifiques d'augmentation des nutriments.

Les remontées d'eaux profitent grandement aux pêcheries de poissons et d'autres organismes, mais toutes les proliférations de phytplant ne sont pas productives pour l'environnement et ses habitants.

Certaines espèces de phytoplancton, en particulier les dinoflagellés, produisent des toxines et leurs efflorescences, également appelées marées rouges, provoquent des mortalités massives chez les poissons, mollusques et crustacés, même chez les humains s'ils consomment des organismes contaminés.

Un autre groupe d'organismes phytoplanctoniques qui causent des mortalités massives sont les bactéries qui décomposent le plancton mort lorsque leurs populations sont très élevées. Ceux-ci consomment l'oxygène de l'environnement créant des zones anoxiques ou des zones mortes, comme on les appelle également.

Références

1. 1. Qu'est-ce que le phytoplancton? POT. Récupéré de earthobservatory.nasa.gov.
   2. W. Gregg (2003). Production primaire océanique et climat: changements décennaux mondiaux. Lettres de recherche géophysique.
   3. Qu'est-ce que le phytoplancton? Service national des océans (NOAA). Récupéré de oceanservice.noaa.gov.
   4. Phytoplancton. Encyclopaedia Britannica. Récupéré de britannica.com.
   5. Diatomées de phytoplancton, dinoflagellés, algues bleu-vert. Récupéré de edc.uri.edu.
   6. Phytoplancton. Institution océanographique de Woods Hole. Récupéré de whoi.edu.
   7. Phytoplancton. Wikipédia. Récupéré de es.wikipedia.org.
   8. Comité de rédaction de WoRMS (2019). Registre mondial des espèces marines. Récupéré de marinespecies.org.
   9. Diatomée Wikipédia. Récupéré de es.wikipedia.org.
   10. Cyanobactéries EcuRed. Récupéré de ecured.cu.
   11. Dinoflagellata. Wikipédia. Récupéré de es.wikipedia.org.