Algues bleu-vert

Algues bleu-vert

Le nom de l'Algue bleu-vert, qu'on appelle maintenant Cyanobactérie, vient de la phycocyanine, un pigment bleu, qui, de pair avec la chlorophylle, lui donnent son apparence bleu-vert. Avant l'identification du règne des monères, auquel elle appartient, on a appelé la Cyanobactérie « algue bleu-vert ». La Cyanobactérie possède les caractéristiques générales des procaryotes (c.-à-d. l'absence d'organites enclos dans une membrane tels qu'un noyau, des chloroplastes et des mitochondries) et fait partie d'une famille particulière de bactéries. Elle se présente sous forme de cellules individuelles, de colonies et de filaments.

En milieu marin, certaines Cyanobactéries piègent des sédiments et les lient ensemble tout en précipitant le carbonate. Ce processus conduit à la formation de structures appelées stromatolithes. On sait que ces structures remontent au Précambrien, lorsque les Cyanobactéries ont librement colonisé de vastes habitats, probablement grâce à l'absence d'organismes qui les auraient broutés ou perforées il y a plus de deux milliards d'années. En fait, lorsque ce type d'organismes s'est multiplié, la quantité de stromatolithes a diminué rapidement.

Photosynthèse

Les Cyanobactéries sont sans doute les premiers organismes à évoluer qui étaient capables d'effectuer la photosynthèse et produire de l'oxygène. Elles seraient donc à l'origine des premières accumulations d'oxygène dans l'atmosphère terrestre. Beaucoup d'espèces vivantes peuvent pratiquer la photosynthèse en présence d'oxygène (photosynthèse aérobie) aussi bien que dans un milieu dépourvu d'oxygène (photosynthèse anaérobie). Dans le premier cas, les électrons du photosystème I proviennent du photosystème II, mais chez les anaérobies, en présence de soufre, les électrons proviennent de la réduction du soufre (anaérobies phototrophes facultatifs).

Pigments

Le complexe de pigments comprend la chlorophylle a, des caroténoïdes (dont certains sont spécifiques à ce groupe, comme l'oscillaxathine, la myxoxanthophylle et l'aphanizophylle) et des phycobiliprotéines, qui sont des chromoprotéines solubles dans l'eau et rassemblées sous forme d'agrégats de phycobilisomes macromoléculaires attachés à la surface externe de la membrane des thylacoïdes dispersés dans la cellule.

Phycobiliprotéines

Les phycobiliprotéines ont pour fonction de fournir une réserve d'azote à la cellule et de collecter l'énergie de la lumière pour la photosynthèse. Les concentrations de phycobiliprotéines varient en fonction de la qualité de la lumière et des conditions de croissance. Elles jouent un rôle dans l'adaptation chromatique. Les cellules renferment de l'amidon cyanophycéen (granules de glycogène); un hydrate de carbone emmagasiné similaire à l'amylopectine; des granules de cyanophycine qui emmagasinent des protéines sous forme de polypeptides; et des corps polyphosphoriques (qui contiennent du phosphate).

Autres caractéristiques structurales

Une gaine gélatineuse enrobe de nombreuses cellules individuelles, des colonies et des filaments. Sa couleur dépend des conditions prédominantes du milieu environnant (par exemple, en milieu fortement acide, la gaine est rouge, et en milieu alcalin, elle est bleue). Les fimbrias ou pili s'étendent des parois cellulaires vers l'extérieur chez certaines espèces et jouent probablement un rôle dans les interactions des cellules eucaryotes et procaryotes (par exemple, en symbiose). La chimie et la structure de la paroi cellulaire ressemblent à celles des bactéries gram-négatives, mais sont plus complexes. Le peptidoglycane est l'élément fondamental de la paroi.

Reproduction

La Cyanobactérie se reproduit par division cellulaire, quoique certaines espèces filamenteuses produisent des fragments végétatifs spécialisés, appelés hormogonies. Ils servent de propagules végétatifs et possèdent une multitude de vacuoles gazeux qui assurent leur flottaison pour faciliter leur propagation.

Les endospores et les exospores sont produites chez certains genres par la division interne du protoplaste. Chez Dermocarpa, par exemple, une masse irrégulière de spores est produite à l'intérieur de la cellule, tandis que chez Chaemisiphon, une rangée de spores se forment à l'extérieur. Certaines espèces produisent aussi des spores dormantes, appelées acinètes, en réponse à un stress environnemental.

D'autres espèces filamenteuses forment des hétérocystes. Ces cellules sont plus grandes que les cellules végétatives et servent de siège de la production de nitrogénase, enzyme qui catalyse la fixation d'hydrogène. Il existe aussi des preuves de reproduction sexuée (conjugaison) et de recombinaison génétique comme pour les autres bactéries.

Locomotion

De nombreuses espèces benthiques (de fond) se déplacent sur les substrats par un mouvement de glissement sans organes de locomotion apparents. Le glissement se produit dans la gaine de mucilage. Cette gaine colle au substrat et est laissée derrière par le filament en mouvement. Les prolongements fibrillaires du protoplasme, disposés uniformément, ondulent contre la gaine et sont peut-être à l'origine de la force de propulsion du glissement. Chez certaines espèces, le glissement s'accompagne d'une rotation du filament.

Distribution et habitat

Ce groupe d'organismes a une distribution très étendue dans des environnements différents et contrastants. On les trouve dans des eaux qui présentent une grande variété de conditions de température, de salinité et de qualité nutritive, ainsi que dans des habitats aériens comme les sols humide et les troncs d'arbre. Certaines espèces se trouvent à la fois dans le benthos (organismes des fonds aquatiques) et parmi le plancton. Ces organismes jouent un rôle important en tant que colonisateurs primaires de certains lacs, dans l'implantation du phytoédaphon et dans l'accumulation d'humus.

En général, les Cyanobactéries sont plus abondantes en eau alcaline ou à pH neutre, mais se trouvent aussi dans les sources chaudes alcalines, ainsi qu'en milieu marin, particulièrement dans le plancton, où elles constituent la plus grande partie du picophytoplancton (minuscules cellules cocciformes de Synechococcus et Synechcystis).

Blooms

Dans beaucoup de lacs eutrophes ou riches en nutriments, les Cyanobactéries de plancton forment souvent, en été ou en automne, de très grandes populations qui peuvent atteindre des proportions d'efflorescence algale ou « blooms » (p. ex. Anabaena spp, Microcystis aeruginosa, Aphanizomenon flos-aquae).

Toxicité

Certaines souches d'Anabaena flos-aquae et de Microcystis aeruginosa produisent des toxines qui peuvent intoxiquer les animaux qui boivent l'eau où elles se trouvent. L'algue ingérée meurt dans le tube digestif en relâchant des toxines (p. ex. l'anatoxine chez Anabaena flos-aquae et la saxitoxine chez Microcystis aeruginosa et Aphanizomenon flos-aquae). La saxitoxine est l'alcaloïde responsable de l'empoisonnement paralytique par les coquillages. Les Cyanobactéries peuvent être des phototrophes obligatoires, des chimiohétérotrophes facultatifs ou des photohétérotrophes facultatifs. Beaucoup d'espèces établissent aussi des relations symbiotiques avec une grande variété d'organismes, comme les champignons (formant des lichens), les bryophytes (mousses et hépatiques), les fougères, les phanérogames (plantes à graines) et les animaux.