Les chloroplastes des diatomées

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Plastids of the diatoms

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 Que sont les chloroplastes et quelle est leur fonction ?

Les chloroplastes (ou plastes) sont présents dans toutes les cellules végétales (à l'exception de certaines espèces unicellulaires qui en sont dépourvues). Ce sont des éléments entourés d'une membrane, localisés dans le cytoplasme de la cellule, contenant de la chlorophylle et assurant la photosynthèse. Les diatomées étant des organismes unicellulaires de nature végétale, elles possédent des chloroplastes dont, selon les espèces, le nombre varie de un à plusieurs dizaines et qui peuvent avoir une forme de grains, de plaques, de bandes, voire d'étoiles.
 
Les plastes des diatomées renferment de la chlorophylle a et de la chlorophylle c, ainsi que des pigments caroténoides qui masquent plus ou moins la couleur verte des chlorophylles. A la différence de ceux des plantes terrestres, les chloroplastes des diatomées ne sont donc pas verts mais jaunes, vert olive ou bruns.

Les diatomées, comme les autres algues et comme les plantes en général, élaborent leur propre substance, à partir de l'eau, du dioxyde de carbone (CO2) et des composés azotés et phosphorés qui y sont présents.
Les sucres (glucides) constituent la matière première de la substance vivante. La synthèse de sucres à partir de l'eau et du dioxyde de carbone nécéssite un apport d'énergie. C'est la chlorophylle qui capte l'énergie lumineuse et la transforme en énergie chimique. L'ensemble des réactions impliquées dans la fabrication  des sucres constitue la photosynthèse ; elle s'accompagne d'une libération d'oxygène.
Ensuite, l'élaboration de composés protéiques s'effectue à partir des nitrates puisés dans l'eau et des glucides formés par la photosynthèse. Quant aux lipides, ils se forment eux aussi à partir des premiers produits de la photosynthèse.

A l'intérieur des chloroplastes sont présents des molécules d'ADN  et des ribosomes (ARN). En outre, peuvent être présents des corps globuleux, hyalins, de nature protéique, les pyrénoides ainsi que des globules lipidiques qui assurent un stockage de lipides.

PinnulariaPopulation de Pinnularia viridis et Pinnularia gibba

Les chloroplastes de diverses espèces de diatomées des eaux douces


La plupart des photos suivantes ont été réalisées sur des prélèvements fixés par 4% de formol. Cette fixation peut entrainer quelque rétraction du matériel intracellulaire et modifier légèrement la morphologie des chloroplastes ainsi que leur couleur.
Sur certaines cellules, on peut distinguer le noyau (très souvent en position centrale notamment chez les diatomées pennales) avec parfois un nucléole, ainsi que les deux vacuoles situées chacune vers chaque extrémité de la cellule (diatomées pennales).

Les espèces sont présentées en fonction de leur position systématique dans la classification proposée par Round, Crawford & Mann (1990 ; cf bibliographie). (Classe, ordre, espèce).


Diatomées centriques (Coscinodiscophyceae)

Melosirales

Melosira varians (fragments de 2 colonies filamenteuses) : plastes granulaires localisés à la périphérie du cytoplasme :

Melosira varians

Aulacoseirales

Aulacoseira ambigua  (g, fragment d'une colonie filamenteuse) et Aulacoseira granulata (d, idem) : plastes granulaires :
Melosira

Diatomées pennales araphidées (Fragilariophyceae)

Fragilariales

Fragilaria
sp. (fragment d'une colonie de cellules en vue cingulaire) : 2 plastes lobés appliqués chacun, en partie contre une valve et en partie contre le cingulum :

Synedra

Diatoma mesodon (h, fragment d'une colonie de cellules en vue cingulaire) et Diatoma vulgare (?, b, idem) : plusieurs plastes discoides :

Diatoma


Meridion circulare (colonies de cellules, en vue cingulaire) : plusieurs plastes discoides :

Meridion


Synedra capitata (h, 2 cellules en vue cingulaire) et Synedra ulna (?, b, vue valvaire) :  2 longs plastes contre le cingulum et s'étendant plus ou moins sous les valves :

Synedra


Tabellariales

Tabellaria flocculosa (colonie de cellules en vue cingulaire) : plusieurs plastes oblongs localisés entre les septas :

Tabellaria


Diatomées pennales raphidées (Bacillariophyceae)

Eunotiales

Eunotia pectinalis
(fragment d'une colonie de cellules, au repos et en division, en vue cingulaire) : 2 plastes lobés,  appliqués chacun, en partie contre une face du cingulum et en partie contre une valve :

Eunotia
Selon les conditions du milieu et l'état cellulaire, la forme des 2 plastes varie :

Eunotia


Cymbellales

Cymbella cistula (g), C.ehrenbergii, C. lanceolata (d) (vues valvaires) : 1 plaste en deux lobes appliqués contre les valves :

Cymbella

Cymbella ventricosa (4 vues valvaires et 3 vues cingulaires) : 1 plaste en deux lobes appliqués contre les valves :

Cymbella ventricosa


Gomphonema intricatum (colonies de cellules, en majorité en vue cingulaire) : 1 grand plaste en forme de H :

Gomphonema


Achnantales

Achnanthidium lanceolatum  (vues valvaires ; à g. fixés sur une colonie d'Eunotia pectinalis) : 1 plaste appliqué contre la valve sans raphé et en partie contre le cingulum :

Achnanthidium


Naviculales

Frustulia vulgaris (vue  valvaire et vue cingulaire) : 1 (?) plaste en deux lobes appliqués contre le cingulum : 

 Frustulia


Pinnularia viridis
(g), P. gibba et P. dactylus (?) (vues valvaires et vues cingulaires) : 2 longs plastes appliqués contre le cingulum et s'étendant un peu sous les valves :


Pinnularia


Pinnularia acrosphaeria  (2 vues valvaires et une cellule en fin de division, en vue cingulaire) : 2 longs plastes appliqués contre le cingulum et s'étendant un peu sous les valves :

Pinnularia


Navicula lanceolata (g, vue valvaire) et N. trivialis (vues valvaires) : 
2 longs plastes appliqués contre le cingulum :

Navicula


Navicula gregaria : 2 longs plastes en position décalée typique de cette espèce :

Navicula gregaria


Stauroneis anceps
(
une vue cingulaire et 2 vues valvaires) : 2 plastes appliqués contre le cingulum (noyau et nucléole sont visibles) :

Stauroneis


Craticula  cuspidata
(2 vues valvaires et une vue cingulaire) :
2 longs plastes appliqués contre le cingulum et un peu sous les valves :

Craticula


Bacillariales

Nitzschia sigmoidea (une cellule en fin de division, en vue cingulaire) : 2 plastes, chacun vers une extrémité :

Nitzschia


Surirellales

Surirella tenera var. nervosa (2 vues cingulaires et 1 vue valvaire) : 1 plaste constitué de 2 plaques à bords lobés connectées par un isthme étroit près du noyau (?) et appliquées contre les valves :

Surirella

Cymatopleura solea (vue valvaire) : 1 plaste constitué de 2 plaques à bords lobés, connectées par un isthme à une extrémité de la cellule :

Cymatopleura

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