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Protistes

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Les Protistes
I] Importance des protistes :
Importance en nombre : les protozoaires et les algues représentent 5% du monde vivant en
terme d’espèces. Ils sont supérieurs en nombre aux bactéries qui sont peu nombreuses en
terme d’espèces. On décrit 10000 espèces vivantes de protistes mais on en connaît 40000
espèces fossiles (surtout des Foraminifères). Il pourrait en exister 650 000 espèces.
Rôle biologique et évolutif des protistes :
-
ils sont considérés comme les 1ères cellules eucaryotes
les protistes sont présents dans tous les milieux et habitats (eau douce, eau de mer, en
tant que symbiotes, que parasites) dont les milieux extrêmes (sources d’eau chaude,
lacs sursalés)
certains possèdent la capacité de former du carbonate de calcium (CaCO3), surtout les
Foraminifères et les Coccolithophoridés
ils ont un rôle dans l’eutrophisation de l’eau (surtout les Dinoflagellés) : dans certaines
conditions de nutrition on va avoir une prolifération de la population planctonique (=
accumulation de la biomasse dans les eaux) surtout en surface ce qui va empêcher la
lumière de traverser et donc une déplétion du milieu en matière inorganique. Les
Dinoflagellés (Dinophysis, Alexandrium) créent aussi une efflorescence algale et
créent aussi des toxines qui agissent sur le tube digestif (TD) (Dinophysis) ou le
système nerveux (Alexandrium). Dans le cas d’une attaque du système nerveux, ces
protistes créent la maladie PSP (= paralytic shellfisch poisoning) qui peut entraîner la
mort par paralysie et crée des troubles digestifs et des hépatites. Le PSP est commun
dans les mers tropicales (embouchure du Mississipi, delta du Gange, atolls
polynésiens) et il est dû aux deux espèces précédentes ainsi que Gymnodinium,
Gonyaulax et Gambierdiscus. Ce dernier cause la Cinguatera qui est un fléau touchant
surtout les populations des îles du Pacifique sud, en produisant la cinguatoxine qui est
un acide okadaique (bloqueur des phosphatases et des pompes à phosphate), ce qui
entraîne un dérèglement du système rénal et digestif (de plus la cinguatoxine
s’accumule dans la chaîne alimentaire).
Rôles dans le métabolisme de certains organismes :
-
ils permettent la digestion de la cellulose et de la lignine chez les ruminants ou les
organismes xylophages (Termites…) car ils se retrouvent dans le TD de leur hôte.
Ils permettent de maintenir stable la population des bactéries symbiotique du TD en
s’en nourrissant
Importance médicale/vétérinaire : un grand nombre de protistes (surtout chez les
Apicomplexes) sont parasites :
o Toxoplasmose
o Paludisme (Malaria)
o Trypanosomiase (maladie du sommeil)
Rôles
paléontologiques/géologiques :
-
-
L'Euglène, phytoflagellé
d’Etretat sont constituées de coccolithophoridées.
ces organismes, par leur
production de CaCO3
permettent de dater les
strates géologiques (=
biostratigraphie)
on peut déduire de leur
présence l’origine de
certaines roches ou
constructions. Par
exemple, les pyramides
d’Egypte ont été
construites à partir de
roches formées par un
amoncellement de
Nummulites (=
Foraminifères). Par
exemple : les falaises
II] Systématique des
Protistes :
On classe les protistes selon leur
forme :
- flagellés
- ciliés
- amibes
- sporozoaires (forment une
spore à un moment donné)
les flagellés :
C’est la forme la plus courante de protistes. Le flagelle des eucaryotes est différent de celui
d’un procaryote. Le flagelle d’un procaryote est vraiment un flagelle. Il est constitué d’une
protéine capable de se polymériser pour donner un flagelle : la flagelline (chez les
procaryotes). Chez les eucaryotes c’est un polongement du cytoplasme et de la membrane
plasmique appelé le hyaloplasme. Il est constitué d’une structure de microtubules formant un
axonème. Tout flagelle, comme tout cil a un diamètre de 0,25 µm. s’il est long on l’appelle
undulipodium (= undulipode), s’il est court c’est un cil.
Structure interne d'un flagelle
Les flagellés :
Ce sont tous les protistes présentant un undulipode.
Embranchement des Archéoprotistes :
Ce sont les premières cellules eucaryotes (2 milliards d’années), elles ne possèdent pas de
mitochondries. La mitochondrie aurait été perdue. Ils sont tous anaérobie stricts (car pas de
mitochondries). On les retrouve en vie libre dans l’eau douce et l’eau de mer et en vie parasite
dans le TD des animaux.
Ex : Giardia : possède 8 flagelles et 2 noyaux. Lors de la division cellulaire, l’enveloppe
nucléaire reste intacte. Ils sont
souvent parasites des Oiseaux, des
Reptiles, des Mammifères (dont
l’homme : responsable d’une
maladie : la Giardiase = diarrhée).
Embranchement des Dinoflagellés
(= Dinomastigotes = Dinophytes) :
4000 espèces. Le plus souvent
solitaires, ils peuvent former des
colonies. Ils possèdent 2 flagelles et
une paroi qui peut être très rigide. Il
existe toujours un flagelle
longitudinal et un flagelle transversal
placés dans des seuils (= sillons). Ils
possèdent un noyau, le dinocaryon,
qui présente toujours des chromosomes condensés. L’expression des gènes se fait par
décondensation locale du chromosome. Pas de présence de précipitations de Ca ou Si. Ils font
partie du plancton marin. La moitié est autotrophe (photosynthétique) et l’autre est
hétérotrophe. Les organismes autotrophes possèdent de 1 à plusieurs chloroplastes. Certains
vivent en symbiose, ils appartiennent alors tous au genre Symbiodinium (ex : Zooxanthelle).
En symbiose, ils perdent leur flagelles, ils sont symbiotes de Cnidaires, de Mollusques ou
d’autres protistes (ex : Foraminifères), de ciliés. Certains Dinoflagellés créent des blooms =
grand nombre d’animaux présents dans un lac, une rivière…
Coupe latitudinale du dinoflagellé ci-contre
Embranchement des Coccolithophoridés :
Flagellés marins, rarement d’eau douce, qui possèdent 2
undulipodiums standards, longs et en possèdent un 3ème :
l’haptonème qui peut être très long (prédateurs) ou alors
contenu dans une vésicule. Ces animaux présentent un
cycle de vie en 2 phases : une phase mobile et une phase
fixée (de repos). Dans la phase de repos, l’organisme va
sécréter des coccolithes = plaques de CaCO3 produites
dans les vésicules de Golgi et ensuites sécrétées par la
paroi. Ces plaques permettent de résister à la chaleur, à la
dessication etc. Tous les Coccolithophoridés sont
photosynthétiques.
Ex : Emiliana huxtei.
Embranchement des Chlorophytes (= algues vertes) :
Ils possèdent tous 2 undulipodes de même longueur.
Organismes photosynthétiques qui composent la plupart du phytoplancton. Ils sont capables
de fixer plus de 1 milliard de tonnes de carbone/an. Organisme le plus étudié. On connaît
16000 espèces à vie libre ou symbiotique comme Chlorelle chez Hydra viridis ou chez des
ciliés. Il existe des chlorophytes pluricellulaires, ex : Volvox.
Embranchement des
Chromatophytes :
Capables de sécréter une coquille bivalve
composée de 2 plaques de silice appelée
frustule. Ces organismes forment soit une
structure étoilée, soit une structure
filamenteuse composée d’associations de
Diatomées. On connaît 10000 espèces
vivantes et 90000 espèces fossiles. Ils
sont tous photosynthétiques mais
présentent une certaines hétérotrophie.
Car certains nécessitent des apports
externes (vitamines, acides aminés)
qu’ils obtiennent par prédation.
Embranchement des Cryptophytes :
Organismes ovoides, aplatis, tous unicellulaires, hétéro ou autotrophes, libres ou parasites (du
TD des animaux domestiques). Ils présentent au moins 2 undulipodes. Ces flagelles naissent à
l’intérieur d’un enfoncement cellulaire
appelé crypte (d’ou leur nom).
Ex : Cryptomonas (photosynthétique) ou
Cyathomonas (hétérotrophe).
Embranchement des Euglenozoa :
Unicellulaires ou coloniaux, à vie libre ou
parasite, photosynthétiques (classe des
Euglènes) ou hétérotrophes (classe des
kinétoplastidiés).
Les Euglénozoa photosynthétiques
possèdent un chloroplaste et 2 flagelles (1
long et 1 court). Les 2 naissances des
flagelles se fondent en une loge : la poche
flagellaire. Ils présentent une phototaxie
positive (sont attirés par la lumière) grâce
au système photorécepteur au niveau des
2 flagelles et de la poche flagellaire. La
lumière va exciter le corp paraflagellaire,
qui est un récepteur, ce qui va amener des
mouvements de flagelles vers la lumière. En changeant de position, le corps paraflagellaire va
faire de l’ombre au stigma. Dans ce cas, dès que le photorécepteur n’est plus stimulé, la
flagelle se positionne perpendiculairement au corps.
kinétoplaste. Ex : Trypanosoma (pathogène).
Chez les Euglénozoa
hétérotrophes (= les
Kinétoplastidiés), on les
appelle ainsi car ils possèdent
une mitochondrie longue
présentant un renflement
apical avec une grande
quantité d’ADN
mitochondrial circulaire : le
Les Ciliés :
Embranchement des Ciliés = Ciliophores :
Pour la plupart unicellulaires, recouverts de cils à rôle locomoteur et nutritif ; on aura soit :
- un battement de tous les cils dans la même direction : les cils sont en phase et ont un
mouvement isochrone
- un battement par rangées successives à des rythmes différents = mouvements
métachrones
Les battements sont régulés par les concentrations en Ca2+ du
cytoplasme. Quand l’animal rencontre un obstacle des
canaux calciques vont s’ouvrir sur la membrane plasmique de
l’animal, créant une dépolarisation qui engendre l’inversion
des battements et le changement de direction de l’animal.
Evagination des tricocystes
Associés aux cils on a des
invaginations de la membrane
plasmique appelés tricocystes dans
lesquels on retrouve un filament
protéique qui peut être dévaginé pour
un rôle défensif ou d’adhésion. Les
filaments urticants invaginés dans la
membrane sont appelés toxicystes.
Ex : la Paramécie qui possède la
particularité (comme tous les ciliés) de
posséder un dimorphisme nucléaire
avec la présence d’un micro et d’un
macro-noyau. Les micro-noyaux ne
sont pas indispensables pour la
croissance des ciliés et pour leur
reproduction. C’est le macro-noyau qui
synthétise les protéines à partir des
gènes servant à la reproduction.
L’animal peut se reproduire par reproduction asexuée, c’est-à-dire par scission binaire (1 cilié
en donne 2 fils). Ou par reproduction sexuée, c’est-à-dire par le phénomène de conjugaison
des chromosomes lors de la rencontre de 2 paramécies. Ce sont les micro-noyaux qui sont
transférés chez l’autre partenaire. Après séparation des paramécies et dégénérescence des
noyaux déjà présents on va avoir 3 mitoses successives pour arriver à 8 micro-noyaux. Quatre
vont fusionner et donner le macro-noyau, 3 micro-noyaux vont dégénérer et le dernier micronoyau reste tel quel (résumé de la conjugaison). On revient au point de départ.
Paramécie
Les Amibes :
Embranchement des Rhizopodes =
Amibes vraies :
Ne présentent ni flagelles, ni cils,
organismes uni ou pluricellulaires. Pour se
déplacer ils utilisent des protubérances
cellulaires : les pseudopodes. Par une
rapide polymérisation-dépolymérisation
de l’actine contenue dans le cytoplasme
des pseudopodes on aura un allongement
et grâce aux molécules d’adhésion
présentes au bout des pseudopodes on
aura une accroche sur le substrat.
Ex : Entamoeba histolytica : unicellulaire
souvent pathogène (la seule pathogène sur
les 7 espèces conues) qui vit dans le TD
de l’homme. Elle provoque l’amybiase =
dysenterie amybienne.
Ex : Dictyostelium discoideum : vit de
manière solitaire. Lorsqu’il y a un manque
de nourriture, un signal amène les amibes à s’agréger pour former des stolons de plus en plus
longs qui formeront en fin de cycle des spores qui éclateront.
Embranchement des Granuloréticulosés = Foraminifères :
Organismes marins, 4000 espèces vivantes, 30000 fossiles. Les plus petits font 10 µm et les
plus grands peuvent mesurer jusqu’à plusieurs cm. Ils possèdent tous une coquille appelée test
qui est percée et laisse passer les filopodes qui sont des projections cytoplasmiques.
- chez les formes simples le test forme une seule loge
- chez les formes complexes le test forme plusieurs loges (pour un seul Foraminifère)
Ces organismes peuvent adopter 2 modes de vie :
- sur le littoral (en mer équatoriale) ou ils créent d’immenses plages
- sous forme planctonique : après leur mort ils s’accumulent sur le fond des mers sous la
forme de dépôts très épais (ex : dépôts de Nummulites).
Embranchement des Actinopodes :
Idem les Foraminifères mais ils n’ont
pas de coquille. Ils possèdent des
projections cytoplasmiques appelées :
- filipodes (quand elles sont très
fines)
- ascopodes (quand elles sont plus
épaisses et avec des microtubules
plus ou moins rigidifiés)
- épines squelettiques [quand ces
organismes possèdent des
sécrétions à base de strontium ou
de silice. Ex : Radiolaires,
Acanthaires (Sr), Héliozaires
(Si)]
Les Sporozoaires :
Embranchement des Microspores :
Organismes unicellulaires, sans mitochondrie. Tous parasites intestinaux. Ils sont capables de
former des spores possédant un filament polaire au travers duquel ils pénètrent dans l’hôte
(par dévagination à travers ce filament).
Embranchement des Apicomplexes :
Organismes unicellulaires, tous parasites. Ils présentent un réarrangement particulier au
niveau apical (d’ou leur nom) formé par des vésicules d’accumulation et des vacuoles. Ce
sont des organismes polyxènes (ils nécessitent plusieurs hôtes intermédiaires).
Ex : Toxoplasma, Plasmodium.
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