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Les êtres vivants microscopiques de l’eau (1) : comprendre et observer les unicellulaires eucaryotes


Cet article et le suivant(5) ont simplement pour objectif d’introduire le lecteur au petit monde des unicellulaires aquatiques. Ces créatures surprenantes jouent un rôle écologique fondamental et nous ramènent à nos origines aquatiques. Elles ont encore beaucoup de choses à nous apprendre si nous ne compromettons pas irrémédiablement leur avenir avec, en particulier, toutes les cochonneries chimiques que nous nous arrogeons le droit de déverser dans la nature : pesticides, HAP, PCB, métaux lourds, phtalates, dioxines, PBDE, détergents, stéroïdes, antibiotiques, radioéléments, etc.


Les êtres vivants microscopiques qui peuplent les mers, les fleuves, les rivières ou les lacs ne sont pas forcément constitués des mêmes espèces, mais elles se ressemblent beaucoup et ont les mêmes fonctions écologiques.

Pour les observer, et les observer vivants, il faut un microscope optique… Ainsi que beaucoup de patience pour arriver à les identifier.
Lorsque l'on observe une goutte d'eau, extraite par exemple d'une mare, on les différencie facilement selon leur :
  • Taille : petits ou gros
  • Couleur : colorés ou translucides
  • Mobilité : capable ou non de mobilité propre
  • "Vie sociale" : solitaires ou regroupés de façon occasionnelle ou systématique
Pour aller plus loin, il faut, dans un premier temps, distinguer les pluricellulaires des unicellulaires. Et parmi les unicellulaires, les unicellulaires procaryotes (bactéries) des unicellulaires eucaryotes (protistes) qui font l’objet de cet article et du suivant Les êtres vivants microscopiques de l’eau (2) : album de famille des unicellulaires eucaryotes.



Les unicellulaires : procaryotes ou eucaryotes ?

Tout être vivant est constitué de cellules. Certains sont constitués de plusieurs cellules différenciées, ce sont des pluricellulaires. D'autres n'ont qu'une cellule, ce sont des unicellulaires. Parmi les unicellulaires, et de façon synthétique, certains n'ont pas de noyau, ce sont des procaryotes, les autres ont un noyau, ce sont des eucaryotes. Le noyau isole le patrimoine génétique du reste de la cellule (cytoplasme).

Les eucaryotes unicellulaires sont "des êtres vivants qui doivent tout faire par eux-mêmes, avec leur cellule unique, pour assurer leur survie : ils n'ont ni tissus, ni organes spécialisés. Ils doivent savoir trouver leur nourriture, la digérer, éliminer leurs déchets, se protéger, se déplacer et se reproduire… C'est pour cette raison que les protistes sont les cellules eucaryotes les plus complexes, plus complexes encore que les cellules des animaux supérieurs… C'est aussi pour cette raison qu'ils ont besoin de vivre dans l'eau, ou éventuellement dans l'environnement aqueux fourni par l'hôte qui les abrite lorsqu'ils sont parasites ou symbiotes".

"Certains se regroupent en colonie organisée, ou en colonie comportant simplement plusieurs cellules juxtaposées, pour former des ébauches de sociétés pluricellulaires
".

Le groupe des protistes comprend environ 40 lignées et 60 000 espèces. Il provient de plusieurs ancêtres sans liens génétiques manifestes. Les protistes sont des cellules microscopiques, de taille très variable, mais toujours beaucoup plus grosses que les cellules procaryotes.

La taille et la présence d'un noyau permettent donc de différencier facilement les eucaryotes des procaryotes.

Dans un deuxième temps, il faut savoir reconnaître si notre unicellulaire eucaryote est une algue ou un animal.

Les unicellulaires eucaryotes : algues ou protozoaires ?

La photosynthèse, c’est la transformation de l'énergie solaire (lumière) en énergie chimique empaquetée dans les hydrates de carbones (sucres, amidon, cellulose et graisses) qui constituent la nourriture de base de tous les êtres vivants. Cette transformation est assurée par des molécules photosynthétiques qui sont contenues dans de petits organites appelés les chloroplastes.

La transformation inverse, qui permet de récupérer, en présence d'oxygène, l'énergie piégée par la photosynthèse dans les liaisons des hydrates de carbone, s'appelle la respiration(4). Elle est assurée par les molécules de la chaîne respiratoire qui sont contenues dans de petits organites appelés mitochondries.

Alors que la photosynthèse consomme de l'énergie solaire, du CO2 et de l'eau, pour fabriquer des hydrates de carbone et de l'oxygène, la respiration consomme des hydrates de carbone et de l'oxygène pour fabriquer de l'énergie chimique (ATP), en restituant de la chaleur, de l'eau et du CO2.

Dans l'eau, comme sur la terre ferme, toutes les cellules eucaryotes utilisent les mitochondries pour respirer. Les organismes qui sont capables de se nourrir grâce à l'énergie du soleil sont des autotrophes, les autres sont des hétérotrophes.

Les unicellulaires eucaryotes capables d'effectuer la photosynthèse sont des algues. Ces algues unicellulaires, ancêtres des plantes vertes, fabriquent tous les hydrates de carbone, mais aussi les acides nucléiques et les acides aminés dont ont besoin les hétérotrophes. On les trouve à des concentrations variables suivant le degré d'eutrophisation du milieu. Dans les eaux des lagunes d'épuration, il peut y en avoir plusieurs milliers par mL !

Les unicellulaires eucaryotes qui ne possèdent pas de pigments photosynthétiques sont des protozoaires. Ces unicellulaires, ancêtres des animaux, peuvent héberger des microalgues photosynthétiques qui leur fournissent la nourriture (symbiotes) ; mais dans la plupart des cas, ils sont obligés de se nourrir de matière organique (substances organiques dissoutes dans l'eau, débris de matière organique en décomposition ou matière organique vivante), et sont donc soit des nécrophages, soit des prédateurs qui peuvent s'attaquer aux bactéries, aux algues ou même à d'autres protozoaires, soit encore des parasites.

Certains unicellulaires, comme les euglènes, peuvent être à la fois autotrophes ou hétérotrophes, selon les conditions du milieu dans lequel ils vivent.

Tous les unicellulaires eucaryotes ont un noyau, des vacuoles, des réseaux de membranes et des mitochondries, mais seules les algues possèdent des plastes photosynthétiques verts, jaunes ou bruns. La présence de plastes colorés est donc un critère simple pour distinguer les algues des protozoaires qui en sont dépourvus.

Dans un troisième temps, il faut reconnaître si notre protiste, algue ou protozoaire, possède des cils, des flagelles ou des pseudopodes qui lui permettent une certaine mobilité.

La mobilité des unicellulaires eucaryotes

Chez les unicellulaires, algues ou protozoaires, certains capable de mobilité par rapport à l’eau ou à un support, d’autres non.

La plupart des algues n'ont aucune mobilité propre : elles se laissent porter de façon passive par le courant ou restent fixées sur un support. Certaines espèces d'algues sont cependant capables de se déplacer par elles-mêmes vers la lumière.

Les protozoaires, incapables d'effectuer la photosynthèse, ont besoin de trouver leur nourriture activement. Ils peuvent être mobiles, ou fixés sur un support :
"Ceux qui sont mobiles rampent sur leur support ou nagent en pleine eau, ce qui leur demande beaucoup d'énergie et un système de locomotion plus ou moins performant selon qu'ils sont brouteurs ou chasseurs… Ceux qui sont fixés doivent faire venir la nourriture à eux. S'ils consomment des bactéries, ils peuvent avoir des cils qui font circuler l'eau vers eux, les bactéries sont récupérées au passage. S'ils consomment des protistes, ils peuvent avoir par exemple un flagelle collant qui leur sert de canne à pêche, ou bien des tentacules paralysants ou harponneurs".

Quoiqu'il en soit, "tous les protistes, algues ou protozoaires, doivent leur mobilité aux cils, aux flagelles ou aux pseudopodes. Les cils et les flagelles ont la même structure microtubulaire, mais les cils sont plus courts que les flagelles. Les pseudopodes sont des extensions protoplasmiques déformables".

"La mobilité des protistes constitue une grande part du spectacle offert par une goutte d'eau… En dépit de leurs aspects les plus frustrants, les mouvements effectués par les protistes sont réellement charmants. Comment voulez-vous formuler le glissement humide d'une amibe ou les bonds exubérants d'un didinium affamé ?
"

La reproduction des unicellulaires eucaryotes

"Le mode principal de reproduction des protistes est le mode asexué : la reproduction se fait soit par fission de la cellule mère en deux ou plusieurs cellules filles, soit par bourgeonnement de la cellule mère… La reproduction asexuée entraîne une faible variabilité génétique, les cellules filles étant le portrait de leur mère, et l'évolution cellulaire se fait donc uniquement grâce aux mutations génétiques. Les amibes, par exemple, se reproduisent de cette façon".

La reproduction sexuée permet la variabilité génétique de l'espèce, car les gènes des parents se combinent de façon toujours nouvelle avant de s'exprimer dans la génération suivante. Un certain nombre de protistes pratique la reproduction sexuée classique : "les cellules parents fabriquent et expulsent des gamètes mâles ou femelles. Ces gamètes fusionnent ensuite dans le milieu extérieur pour former un nouvel organisme".


"Mais d'autres peuvent utiliser un autre mode de reproduction sexuée : les deux cellules mères fabriquent, dans leur cytoplasme, des micronoyaux haploïdes ; ces noyaux sont ensuite transférés d'un individu à l'autre par simple contact".

"Lorsqu'ils s'engagent dans la reproduction sexuée, les protistes ne se réfèrent jamais à ce que nous appelons mâle ou femelle ; ils peuvent seulement appartenir à un "type sexuel". Cependant, ce qu'ils font relève de la sexualité : deux individus de type sexuel complémentaire s'assemblent et échangent leur matériel génétique. Et certains font cela de manière très libre et très fantaisiste. En tant que groupe, il semblerait que les protistes soient spécialisés dans la sexualité… Certains s'accouplent pendant au moins quatre à cinq jours, prenant à la lettre l'invocation biblique "devenez la chair l'un de l'autre" ; les limites normales des cellules se rompent et elles fusionnent complètement. D'autres s'accouplent très classiquement en fait, mais ils ont besoin d'être en foule. Vous ne les verrez s'accoupler deux par deux que lorsque des centaines de cellules de types sexuels complémentaires sont réunies. Toutes ces cellules se collent ensemble jusqu'à former, à un moment donné, une masse compacte ; et c'est seulement après qu'elles se soient assurées que chacune faisait la même chose que les cellules se dispersent et s'accouplent en fusionnant leur noyau
".

"Mais ce qui est sans doute le plus curieux dans la sexualité des protistes, c'est qu'ils peuvent avoir plus de deux sexes. On prétend souvent que nous sommes les animaux qui ont le plus développé leur sexualité ; cela est peut-être vrai ; en tout cas, il ne fait aucun doute que nous aimerions bien que cela soit vrai. Cependant, nous ne pouvons pas être autre chose que : hétérosexuel, homosexuel, bisexuel ou encore asexuel. Pensez donc aux possibilités de ces protistes qui ont quatre, huit ou encore plus, types sexuels… Ils s'accouplent par paire, chacun des partenaires appartenant à un type sexuel différent… les types sexuels sont déterminés par la présence de molécules sur la membrane externe ; ces molécules interagissent lors des contacts. C'est ainsi que deux cellules du même type ne sont pas capables de se coller ensemble suffisamment longtemps pour que quelque chose puisse arriver"

"L'avantage de cette abondance de types sexuels est évident. On pourrait penser que l'ennui ou le besoin de voir de nouveaux visages fassent partie de l'existence des protistes ; mais en réalité, lorsqu'il n'y a que deux types sexuels, la moitié de la population appartient au sexe opposé, et chaque individu a 50 % de chance de trouver un partenaire. Et comme l'expérience nous le montre, cela ne se passe pas toujours aussi bien que sur le papier.
S'il y avait quatre types sexuels, vous seriez déjà plus à l'aise, car vous auriez 75 % de chances de trouver un individu attirant appartenant à un sexe opposé au votre. Le meilleur, c'est Stylonichia : il s'offre 48 types sexuels différents. Cela signifie qu'un Stylonichia peut choisir son partenaire dans 97 % de la population ! vous pouvez l'envier ce Stylonichia, avec ces chiffres, il doit avoir du mal à rester seul…"


"Il y a même un protiste qui pratique un rituel de l'accouplement : lorsque deux cellules se sont choisies, elles font une petite danse avant de s'accoupler. Elles abaissent leur bouche, et tournent de façon saccadée l'une autour de l'autre en décrivant de petits cercles, comme des indiens qui font la danse de la pluie. Et alors seulement elles s'accouplent
".

Le rôle écologique des êtres vivants microscopiques

Les êtres vivants microscopiques autotrophes de l’eau sont des producteurs primaires. Ils transforment la matière inorganique (eau, CO2) en matière organique (hydrates de carbone, acides aminés, acides nucléiques), et produisent de l'oxygène. Les algues microscopiques produisent les deux tiers de l'oxygène de la planète, et les glucides qu'elles fabriquent "en mangeant le soleil" sont la base de la chaîne alimentaire des écosystèmes aquatiques.

Les êtres vivants microscopiques hétérotrophes sont des décomposeurs ou des consommateurs. Les bactéries décomposent la matière organique en éléments nutritifs simples qui pourront être réutilisés par les autotrophes. Les populations de bactéries et d’algues microscopiques sont régulées par les protozoaires qui sont des consommateurs brouteurs ou prédateurs. Les populations de protozoaires sont régulées à leur tour par les petits pluricellulaires (rotifères, crustacés et nématodes), etc. C'est la chaîne alimentaire.

Un milieu aquatique est eutrophe lorsque les nutriments, nitrates et phosphates, y sont présents en quantité trop élevée. Cela peut entraîner à certaines saisons des proliférations d'algues photosynthétiques (ou de végétaux) néfastes pour l’équilibre de l’écosystème concerné : en présence de lumière, ces algues produisent beaucoup d'oxygène, beaucoup plus que ce qu'elles consomment pour respirer ; mais la nuit, elles font baisser la concentration en oxygène dissous. Les bactéries qui décomposent cette masse de matière organique algale font aussi baisser la quantité d'oxygène dissous. Lorsque la teneur en oxygène devient insuffisante, les espèces aquatiques sensibles comme les poissons, les insectes, les invertébrés et même des plantes meurent par asphyxie. Et leur décomposition accentue le phénomène.

La diversité des algues microcospiques est un excellent indicateur de la qualité de l'eau : plus les algues sont diversifiées, plus la qualité est bonne.

Il y a un lien assez marqué entre la qualité de l'eau à un endroit donné d'une rivière et la distribution des espèces des diatomées grattées sur un support présent à cet endroit. Le guide méthodologique pour la mise en œuvre de l'Indice Biologique Diatomées(3) donne la liste, les clés d'identification et les photographies des espèces qui ont une valeur indicatrice de la qualité de l'eau. Cet ouvrage fournit le profil écologique de chacune de ces espèces indicatrices.

Les principaux lignées, genre et espèces d’unicellulaires eucaryotes

Il y a plusieurs systèmes de classification des protistes, et les points de vue des scientifiques divergent en la matière. De plus, certains protistes changent d'aspect le long de leur cycle de vie ou en fonction des conditions de l'environnement, perte des cils, perte des plastes colorés, etc.

Il existe une classification originale basée sur l'explication de l'évolution par endosymbiose héréditaire(2). Cette classification met en avant l'origine bactérienne endosymbiotique des mitochondries, des plastes et des microtubules.
"Les symbiotes sont des pensionnaires à titre permanent qui fournissent quelque chose d'essentiel pour la survie de leur hôte. Celui-ci en retour les abrite et les nourrit parfois. Un symbiote n'est pas un parasite... Le terme de parasite évoque, comme pour son homologue humain, une créature qui prend et qui ne donne pas. Quelquefois d'ailleurs, le parasite prend plus que l'hôte ne peut lui donner, et l'hôte meurt. La symbiose est de loin plus positive et plus plaisante que le parasitisme. Je classe plutôt les parasites dans les créatures indésirables et qui manquent souvent de modération. Dans le genre, vous avez : la sangsue, la tique, le ténia ou la puce".


"Les symbiotes subliment cette relation sans caractère d'exploitation tant désirée par les femmes de conscience élevée et par les marxistes... "

Au fil du temps, cette endosymbiose deviendrait héréditaire. "Dans l’exemple de la paramécie Paramecium bursaria, c'est un peu comme si les chlorelles auraient été, avec le temps, à tel point intégrées dans leur hôte qu'elles en seraient devenues des organites permanents comme les chloroplastes". En effet, cette paramécie "héberge des algues vertes, des chlorelles, dans une relation symbiotique. La paramécie fournit l'habitat aqueux, les nutriments, le CO2 et la locomotion car elle véhicule les chlorelles à la lumière. Les algues vertes en échange fabriquent l'oxygène et les sucres. Mais s’il n'y a plus de lumière pendant une longue période, et pas de bactéries à manger non plus, la paramécie se met à digérer ses pensionnaires avant de mourir".
Selon Eau-Evolution, une telle endosymbiose héréditaire impliquerait l'existence encore à découvrir de deux niveaux de régulations distincts dans le génome des eucaryotes ; par exemple et de façon très schématique : - Un premier niveau de régulation, de type biochimique classique, qui concernerait le fonctionnement interne de ces paquets de gènes procaryotiques autrefois autonomes ; ce serait un niveau qualitatif. - Un second niveau caractéristique des eucaryotes, qui permettrait de pondérer de façon harmonieuse le fonctionnement de toutes ces unités autonomes ; ce serait un niveau qualitatif mais avec une autre biochimie, voire un niveau quantitatif qui octroierait une certaine énergie à chaque unité pour fonctionner et peut-être situé dans la superstructure des séquences répétées non codantes ? Peut-être y-a-t-il un lien entre l'hypothèse de l'évolution endosymbiotique et la théorie comme quoi l'ontogenèse récapitulait la phylogenèse ?

"Chacun de nous est une nation d'immigrants. Durant leurs années de formation, nos cellules offrirent un refuge et un nouveau mode de vie à des citoyens très talentueux d'origine variée. A l'instar de beaucoup de ces immigrants 60 000 milliards de fois plus grands qu'eux, ils enrichirent leur pays d'adoption, firent d'importantes contributions et en devinrent finalement partie intégrante".


Dans les classifications traditionnelles, la lignée, le genre et l'espèce sont déterminés par :
  • la taille et la morphologie
  • la présence de plastes et la couleur des pigments
  • la nature des substances de réserve
  • la présence de pseudopodes, de cils, de cirres (cils agglomérés) ou de flagelles
  • la présence d'un squelette ou d'une coque
Nous ne présentons ici que quelques groupes et espèces très communs. Le reste est affaire de recherche personnelle. Vous pourrez trouver beaucoup de microphotographies sur le web. Le site Tree of Life web project est particulièrement intéressant.

Eléments de classification des protozoaires

Les Rhizopodes : ce sont les plus simples des protistes. Leur corps peut émettre des prolongements protoplasmiques (pseudopodes) qu'ils utilisent pour se déplacer et se nourrir. Les amibes sont les protozoaires les plus connus et les plus gros. Les thècamibes possèdent des coques ou thèques qui leur permettent de résister à la dessiccation. Les actinopodes possèdent de fins prolongements cytoplasmiques flexibles et collants qui leur permettent de flotter et d’attraper leurs proies.

Les Flagellés : on s'intéresse ici aux zooflagellés, sans chloroplastes, mais il existe aussi des phytoflagellés, avec chloroplastes. Ils peuvent avoir un ou plusieurs flagelles qui leur servent à se déplacer et à rechercher la nourriture. Les Euglènes ont un flagelle tracteur, et sont à la fois des algues (elles effectuent la photosynthèse en présence de lumière) et des animaux (en l'absence de lumière, elles perdent leurs chloroplastes et se nourrissent de matière organique).

Les Ciliés : ces protistes sont très diversifiés. Leur corps est couvert en totalité ou en partie de cils vibratiles qui leur servent à se déplacer et à se nourrir. Les cils peuvent recouvrir uniformément le corps (holotriches), border la bouche en frange (spirotriches), être agglutinés en bâtonnets ou cirres (hypotriches), ou former un tentacule creux contractile qu'ils utilisent comme une paille pour aspirer le cytoplasme de leurs proie (acinétiens). Certains ciliés vivent attachés, en grappes plus ou moins denses. D’autres sont des ciliés nageurs solitaires.

Eléments de classification des algues microscopiques

Les Chlorophytes : ces algues sont vertes. Elles se regroupent souvent. Elles peuvent posséder des flagelles à certains stades de leur développement. Les volvocales sont solitaires ou regroupées en colonies de forme aplatie ou sphérique. Les tetrasporales forment des thalles verts. Les chlorococcales n'ont aucun cil ni flagelle. Les ulothricales forment des filaments simples. Les chaetophorales, oedogoniales et cladophorales forment des filaments simples ou ramifiés.

Les Chrysophytes : ces algues sont jaune-vert, jaunes ou brunes. Elles possèdent souvent des flagelles. Les chrysophycées sont dorées, avec un ou deux flagelles et des écailles de silice parfois. Les xanthophycées sont jaunes. Les diatomées sont brunes et possèdent un squelette siliceux externe (frustule ou thèque). Il est constitué de deux valves, circulaires ou allongées, et emboîtées l'une dans l'autre.

Petits conseils pratiques avant de vous lancer dans l'observation des unicellulaires eucaryotes

Chez les protistes, tout est possible : en taille, en forme, ou en façon de manger, de se déplacer, de se nourrir, de chasser et de se reproduire.

"C'est comme si toutes les productions de l'imaginaire pouvaient se retrouver, en cherchant bien, chez un protiste particulier. Ou est-ce que l'on imagine tout cela simplement parce que nous avons été protiste, il y a très longtemps, et que l'on se souvient, sans rien inventer par nous-même ?"

"En observant ces morceaux de gelée tremblotante, qui se débattent souvent frénétiquement pour survivre, nous plongeons directement dans nos origines protoplasmiques, dans un monde à la fois très proche et très lointain, un monde magique, envoutant, complètement fantaisiste et surréaliste ; un monde tout à fait déroutant, tant par sa sauvagerie et sa cruauté, que par son ordre, son inventivité et sa beauté artistique".

"Une goutte d'eau extraite d'une mare chaude et stagnante est tellement distrayante, qu'il semble que cette fête et ce spectacle n'aient été prévus que pour notre plaisir, que pour nous amuser et nous épater. Pas un soupçon de gêne de notre part, alors que cela devrait être le cas lorsque nous regardons des protistes en train de s'accoupler. Ceci devient notre problème personnel. Le fait d'observer une goutte d'eau n'est pas considéré comme du voyeurisme. Nous sommes l'audience attendue pour assister à tous ces tours d'adresse, à toutes ces acrobaties et ces clowneries
".

Alors à vos microscopes, et rapportez plein de photos et d'observations inédites pour faire connaitre le petit monde des unicellulaires aquatiques, il y a encore beaucoup de découvertes à faire…

La récolte des protistes

Les algues se récoltent en pleine eau ou en grattant tout support qui se trouve dans l'eau. On peut prélever une goutte d'eau plus ou moins prés du bord d’une mare. Pour concentrer les cellules, on peut verser l'eau dans un verre et plonger un ruban de coton pour qu'elle s'évacue doucement par capillarité, ou bien récolter les algues avec un filet à petites mailles.
On peut aussi poser directement les lames en verre sur un support dans une mare, et laisser les bactéries puis les protistes se fixer tous seuls, c'est la méthode qui les abime le moins. Mais elle ne permet pas de récolter toutes les sortes de protistes. Lorsque l'on gratte une surface, on peut mettre un filet pour récolter les cellules qui se détachent dans l'eau.
Les protozoaires ciliés se récoltent dans les nuages floconneux qui flottent dans l'eau, ou en grattant les branches mortes, les plantes aquatiques, la face inférieure d'une feuille de nénuphar, etc. On peut aussi les cultiver dans une bassine où l'on met à infuser des morceaux de plantes aquatiques, de foin, de végétaux divers. C'est la raison pour laquelle on les appelait autrefois "les infusoires".
Les protozoaires flagellés se récoltent dans les eaux plutôt riches en matière organique : pellicule verte des fossés ou des mares d'eau croupie, eaux des étangs vaseux, eau qui a stagné dans un arrosoir, etc.
Les amibes se récoltent dans les débris de feuilles en décomposition, ou sur la vase au fond d'une mare ou dans un fossé.

Le maniement du microscope

Commencez par observer au faible grossissement, et posez la lamelle sur la lame sans appuyer. On peut fabriquer des mini-aquarium sur la lame en faisant des petits rebords avec de la pâte à modeler ou de la colle néoprène ; il suffit ensuite de poser la lamelle sur ces rebords.

Certains protistes se déplacent à grande vitesse et dans toutes les directions. Les distances réelles doivent être multipliées par le grossissement du microscope ; si bien qu'à un grossissement de 400, l'euglène se déplace à une vitesse de plusieurs cm/s ! En une seconde donc, si rien ne la ralentit, elle est déjà sortie du champ visuel.
On peut ralentir ces mouvements en aspirant l'eau par capillarité avec un kleenex posé sur le bord de la lamelle, ou en rajoutant un peu de salive à l'eau pour la rendre plus visqueuse.

Il faut utiliser les systèmes de microscopie qui permettent d'observer les cellules vivantes (fond noir ou contraste de phase).

On fera attention de n'utiliser que des colorants vitaux, qui ne tuent pas les protistes (rouge neutre, etc.).

Pour progresser et confronter ses expériences en microscopie, il existe plusieurs sites passionnants de microscopistes amateurs sur le web, comme Micrographia ou Microscopies.

Notes

Toutes les citations, en italique, proviennent, sauf précision complémentaire, d'une traduction en français par le webmaster du magnifique ouvrage (1) du professeur Cudmore.
  1. "The Center of Life, a Natural History of the Cell", L. L. Larison Cudmore, David & Charles, Newton Abbot (1977)
  2. "Five Kingdoms, an Illustrated Guide to the Phyla of Life on Earth", Lynn Margulis, Karlene V. Schwartz, W. H. Freeman and Company (1982)
  3. "Guide méthodologique pour la mise en œuvre de l'indice biologique diatomées NF T 90-35", Agences de l'eau, MATE Direction de l'Eau, Cemagref (2000)
  4. La fermentation, qui a lieu en l’absence d’oxygène, ne permet pas de récupérer autant d’énergie que la respiration
  5. déjà publiés en 2003



Création : 25 février 2009
Dernière actualisation :

Commentaires (fermés depuis mars 2014)

Olivier, le 2011-11-03 15:49:32

Magnifique, merci !

Webmaster, le 2013-07-05 08:31:30

On remplace des molécules par d'autres, mais on ne règle pas le problème… "Les polluants organiques contaminent les poissons" (http://www.notre-planete.info/actualites/actu_3207_polluants_poissons.php). Extraits :
"Depuis plusieurs dizaines d'années, l'activité humaine a relâché dans l'environnement des quantités considérables de polluants organiques et inorganiques, comme les PCB naguère utilisés comme isolant électrique, ou le DDT employé comme insecticide pour lutter contre la malaria, sans oublier différents métaux toxiques. Aujourd'hui, la production de ces polluants est interdite ou sévèrement contrôlée, mais le mal est fait car il s'agit de molécules très persistantes. Il faut des dizaines d'années pour qu'elles se dégradent. Avec le ruissellement des eaux, ces polluants se retrouvent dans les rivières, puis dans la mer où ils contaminent d'abord le phytoplancton avant de remonter toute la chaîne alimentaire : zooplancton, petits poissons, gros poissons... comme le bar justement. Plus l'organisme vivant est haut dans la chaîne, plus il est contaminé."

"Le problème des polluants organiques, explique Joseph Schnitzler, chercheur au laboratoire d'océanologie de l'ULg, c'est qu'ils ressemblent aux hormones. Ils ont donc tendance à perturber le fonctionnement de certaines glandes comme la thyroïde, les ovaires ou les testicules. Les fonctions biologiques menacées sont essentielles : reproduction, régulation de la chaleur, croissance, etc."

"Certes, nous ne produisons plus de PCB ou même de DDT, mais l'industrie chimique invente chaque jour de nouvelles molécules qui les remplacent et causent le même type de problème."

"Et la santé de la mer, indépendamment des équilibres écologiques globaux, cela nous concerne immédiatement. "Si vous consommez trois fois sur un mois du bar provenant des régions côtières de la Seine ou de l'Escaut, a calculé Joseph Schnitzler, vous dépassez la dose de PCB considérée comme nocive pour la santé. Et certains poissons de mer, comme le thon, le saumon ou l'espadon, sont encore plus contaminés"."

Webmaster, le 2013-10-12 10:50:44

Le plancton "patrimoine de l'humanité" et "facteur de lien social", "une gouvernance mondiale chargée de maintenir une relation optimale entre l’homme et la nature", OUI ! Cf. "Le phytoplancton va mal et tout le monde s’en fout. Tout le monde a tort" (http://www.reporterre.net/spip.php?article4821). Extraits :
>>"Reporterre - Dans votre livre, vous présentez l’étude du plancton comme un moyen de détecter les pollutions ou le changement climatique, pouvez-vous nous donner quelques exemples ?"
"Pierre Mollo - Le phytoplancton est à la base des réseaux trophiques aquatiques car il réalise la photosynthèse : il transforme le dioxyde de carbone en oxygène. Plus de la moitié de l’oxygène que nous respirons grâce aux échanges gazeux entre les océans et l’atmosphère, nous le devons au phytoplancton. Il est aussi indispensable pour nourrir les organismes tels que le zooplancton, les larves de poissons, de crustacés, etc.
Les pesticides utilisés en traitement des sols ou autre vont se retrouver dans les milieux aquatiques par ruissellement et lessivage des sols. Le phytoplancton, lorqu’il est en contact avec les pesticides, va en subir des dommages irréversibles. Sa diversité va se réduire, ce qui entraine un déséquilibre dans la pyramide de la chaine alimentaire. L’observation régulière du plancton dans son milieu donne des indications sur l’état de la qualité des eaux. Si le phytoplancton est touché et qu’il ne peut suffire à nourrir le zooplancton, tous les maillons suivants seront touchés.
Pour continuer à se nourrir, à vivre et à se reproduire, le copépode (zooplancton) est contraint de s’adapter au changement climatique, qui se manifeste par l’augmentation de la température des océans. Il doit parfois quitter des milieux familiers devenus hostiles et se déplacer sur des distances considérables (une vingtaines de km par an).
Les migrations forcées dues au réchauffement des eaux océaniques (1 à 2 degrés) imposent à leurs prédateurs, comme la morue, des déplacements identiques. Les exemples de bouleversements locaux sont légion sur la planète et démontrent que les pressions d’origine humaine sur terre se répercutent avec des effets en chaine dans les océans. C’est l’effet plancton."

>>"Le plancton marin est menacé par les excès de rejets de CO2 qui acidifient les océans. Des observations dans les eaux froides laissent penser que le point de bascule est proche. Quelles seraient les conséquences sur la planète d’un effondrement des populations de plancton ?"
"Invisible et mal connu, parent pauvre de la biodiversité, le phytoplancton permet à lui seul de fixer une grande partie du carbone de l’atmosphère terrestre. Plus de 70% de la surface de la planète est recouverte d’eau. Les océans jouent un rôle essentiel dans la régulation du climat et dans la gestion du CO2. L’effondrement du plancton dans les océans dû à l’acidification par excès des rejets de dioxide de carbone serait une catastrophe pour l’équilibre biologique des fragiles écosystèmes planctonique. La diversité des micro-algues (diatomées, coccolithes, chrysophycées...) sont une garantie de la bonne santé des océans et des animaux qui l’habitent et représentent une ressource inestimable pour l’alimentation humaine."

>>"En temps que spécialiste du plancton, quels messages faut-il faire passer pour éviter d’en arriver à des écosystèmes trop fragilisés ?"
""L’essentiel est invisible pour les yeux", disait Antoine de Saint Exupéry. Le plancton d’aujourd’hui est l’avenir des protéines de demain, il constitue notre capital Oxygène. Vital pour les populations actuelles et futures, ce "petit peuple de la mer" devrait faire l’objet d’une attention à la mesure de son importance. Le plancton devrait être déclaré patrimoine de l’humanité et l’on pourrait imaginer une gouvernance mondiale chargée de maintenir une relation optimale entre l’homme et la nature. Faire du plancton un facteur de lien social."

Webmaster, le 2013-11-05 08:33:04

Il était complètement prévisible que les microorganismes des rivières soient perturbés par tous nos rejets ponctuels et diffus, cf. "Pesticides and pharmaceuticals influence riverbed communities of microbes" (http://ec.europa.eu/environment/integration/research/newsalert/pdf/348na4rss.pdf). Extraits :

"Changes in complex microbial communities known as ‘biofilms’ at the bottom of rivers can reveal the effects of pesticide and pharmaceutical pollution of river water, according to a recent study. Painkillers and anti-inflammatory drugs were found to have a significant effect on the structure and functioning of the biofilms."

"Human activities are contaminating surface waters with chemicals, including pesticides, which enter water bodies as runoff from agriculture, and pharmaceuticals, which are discharged in industrial and sewage treatment wastewater. These pollutants can harm the structure and function of aquatic ecosystems, including biofilms.

Biofilms are typically composed of algae, bacteria, fungi and protozoa and they coat surfaces, such as those at the bottom of rivers. They are good indicators of the environmental pressures on river systems, as they are part of the food web and natural cycles of river ecosystems and respond quickly to changing conditions.

In this study, partly funded by the EU projects Modelkey1 and Keybioeffects2, the researchers examined the effects on biofilm growth of pesticide and pharmaceutical contaminants in the Llobregat River near Barcelona in north-eastern Spain. The river is a source of drinking water, but is polluted by urban wastewater and agricultural runoff from the surrounding area.

Water was collected at three sites along the river: a pollution hotspot and two less polluted places. It was used to grow biofilms on glass slides in a number of mesocosms (small-scale experimental systems where the conditions can be controlled). After establishing the biofilms for 25 days in mesocosms containing less polluted water, the water was replaced with more polluted water.

Overall, the study detected 57 pharmaceuticals from 14 separate drug groups and 16 chemicals from five separate pesticide groups in the water. At all three sites, analgesics (painkillers) and anti-inflammatory drugs were found in the highest concentrations (more than 100 ng L-1) (nanograms per litre of water), with the anti-inflammatory drug ibuprofen the most concentrated chemical identified at all three sites. The most commonly found pharmaceutical was hydrochlorothiazide, a blood pressure regulator. The concentrations of pesticides were generally lower (less than 100 ng L-1) than those of pharmaceuticals, with chemicals in the triazine, phenylurea and organophosphate families found in the highest concentrations.

Transferring the biofilms to increasingly polluted water in the laboratory revealed that the most polluted water had the strongest effect on the structure and function of the biofilms. The direction of biofilms’ responses could be explained by both direct and indirect effects of environmental factors and chemical pollution on community structure and function. The availability of higher levels of nutrients (especially phosphates and nitrates) from wastewater treatment plant effluents and agricultural inputs in the more polluted waters increased the biomass of the biofilms. Contaminants were found to affect the functioning of the biofilms through changes in photosynthetic capacity and in the activity of enzymes, released by biofilm organisms that degrade organic matter, suspended or dissolved in river water. After 16 days, for example, the release of certain enzymes by biofilms translocated from moderately polluted water to highly polluted water resembled that of biofilms established in the highly polluted water. Three analgesic and anti-inflammatory drugs, diclofenac, paracetamol and ibuprofen, appeared to cause the greatest changes in biofilms relocated to more polluted water.

The researchers suggest this method of translocating biofilms to more highly-polluted water is useful for studying the effects of real mixtures of conventional and emerging pollutants on biological river communities."


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