Les Diatomées des eaux douces

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Les Diatomées : des algues discrètes

Les Diatomées sont des algues constituées d'une unique cellule, donc de taille microscopique, vivant dans l'eau soit en suspension soit sur le fond. Elles possèdent les mêmes organites cellulaires que les autres algues eucaryotes photosynthétiques et notamment des chloroplastes.

Leur originalité ainsi que leur beauté résident dans le fait que la cellule possède une enveloppe, appelée frustule, transparente et rigide car constituée de silice. Ce frustule est semblable à une boîte, dont le fond et le couvercle, appelés valves, portent des ornementations d'une extrème finesse. 
Les Diatomées sont divisées en Diatomées Centrales et Diatomées Pennales. Les premières ont des valves très souvent circulaires à elliptiques, dont les ornementations sont disposées par rapport à un point central ou excentré. Les secondes ont des valves souvent allongées dont les ornementations sont disposées par rapport à une ligne médiane ou non.  Chez beaucoup d'espèces pennales, les deux valves ou une seule, sont parcourues, souvent en leur milieu, par une fente étroite, le raphé, interrompue en son milieu par un épaississement siliceux. Chez certaines espèces ce raphé a évolué en une structure en forme de tuyau, le canal-raphé, fendu dans sa longueur et soutenu par des piliers siliceux, les fibules. Ce canal-raphé est souvent localisé à la périphérie de chaque valve. 

A partir des deux formes de base, les Diatomées présentent une extrème diversité de variantes. Il en est de même pour les ornements des valves qui sont propres à chaque espèce et qui sont en fait des regroupements de très fines perforations (aréoles). Chacune des 10 à 12 000 espèces connues diffère donc des autres par la forme du frustule et la décoration des valves. 

Lorsque les conditions du milieu sont favorables, la multiplication des Diatomées se fait essentiellement par division en deux cellules filles identiques. Certaines Diatomées vivent isolées, libres ou fixées par du mucilage à des supports divers. Chez d'autres espèces, les cellules restent associées ; une colonie se forme alors qui selon les espèces revêt des formes très diverses.

Des informations plus complètes, ainsi que la description accompagnée de photographies en couleurs de plus de 150 espèces communes en Europe occidentale, sont présentées dans le "Guide des Diatomées" (M. Loir).

cellule

Diatomée dont le frustule s'est ouvert accidentellement. Dans cette espèce, le raphé est bordé par deux épaississements siliceux

Les eaux douces

Les eaux intérieures sont soit dormantes (lacs, étangs, mares ...), soit courantes (fleuves, rivières, ruisseaux). Leur volume, leur fonctionnement hydrologique, leur environnement, leur inertie thermique sont donc très différents. Alors que les eaux marines ont une composition relativement constante, les eaux continentales, principalement dormantes, présentent une extraordinaire diversité. Elles vont de l'eau presque pure à des eaux plus ou moins minéralisées et plus ou moins riches en matière organique. Au rythme des saisons et en fonction de leur situation géographique et de leur environnement, elles subissent des fluctuations souvent rapides et marquées de leurs paramètres physico-chimiques. Ces fluctuations  induisent au long des saisons et des années des variations importantes des populations diatomiques. 

 

Les Diatomées des eaux douces

Dans les eaux douces de nos régions, ce sont les Diatomées Pennales qui dominent, les Diatomées Centrales étant peu représentées (une trentaine d'espèces). Qu'elles soient Pennales ou Centrales, la majorité des Diatomées vivent sur le fond (espèces benthiques), libres ou fixées à des supports de nature minérale (sable, cailloux, ouvrages hydrauliques...) ou organique (algues, bois morts, autres Diatomées...). Les espèces vivant en pleine eau (espèces planctoniques) sont présentes essentiellement dans les eaux dormantes et les zones des cours d'eau où l'eau s'écoule lentement. Beaucoup d'espèces prolifèrant dans les eaux douces ne supportent pas la présence de sel (espèces sténohalines) et sont strictement limitées à ces eaux. Certaines acceptent une salinité plus ou moins élevée selon les espèces (espèces euryhalines) et peuvent être présentes dans des eaux saumâtres (voir Milieux estuariens et saumâtres).

Dans les collections d'eau de faible volume telles que lavoirs, bacs de fontaines, petites mares, peuvent être présentes trois à cinq dizaines de taxons (espèces et variétés). Dans des grands lacs ce nombre peut atteindre plusieurs centaines de taxons. Dans le Lac de Neuchâtel, 408 taxons ont été répertoriés, 111 étant planctoniques et 297 benthiques (Wuthrich, 1960). Dans le Lac d'Annecy c'est 243 taxons qui ont été identifiés (
Balvay & Druart, 1992).
Dans un fossé, un ruisseau ou sur la rive d'un fleuve, il peut être trouvé, selon le lieu et le moment, entre quelques taxons et une soixantaine. Dans l'ensemble des ruisseaux de l'île de Groix, nous avons répertorié un total de 164 taxons (Loir & Le Cohu, 2004).

Beaucoup d'espèces de Diatomées benthiques sont très sensibles à la plupart des paramètres physico-chimiques de l'eau et chaque espèce a ses exigences propres. Les espèces présentes reflètent donc la qualité des eaux et notamment le niveau de pollution. Un "Indice Biologique Diatomées" (IBD) prenant en compte plus de 200 espèces est utilisé par les Agences de l'eau et par le Cemagref (cf bibliographie) pour l'évaluation de la qualité et la gestion des eaux continentales.

Dans les eaux douces, les Diatomées représentent une source de nourriture pour divers organismes unicellulaires et pour des Invertébrés aquatiques brouteurs qui eux-mêmes seront consommés par des Poissons.


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Les Diatomées présentées ici ont été observées dans des prélèvements réalisés principalement en Bretagne Sud, mais aussi dans le Massif Central et en Dordogne, dans les Landes et en Espagne (Nord côte Est).

Les prélévements ont eté réalisés dans des milieux  très variés situés entre quelques mètres et 1000 mètres d'altitude:
- eaux courantes : fossés, ruisseaux, déversoir de barrage, fleuve (Allier, Gartempe, Lot, Sioule),
- eaux dormantes : auges en granit, bassins de fontaine, lavoirs inutilisés, mares, marécage, anciennes gravières, tourbière, lacs  (Lac Pavin, Lac Chambon, Lac Saint Michel).

Après un ou deux lavages dans l’eau déminéralisée, suivis d'une courte décantation permettant d'éliminer particules minérales et débris végétaux, les frustules et les valves des Diatomées ont été préparés par un traitement à l’eau de javel (concentrée x 2), suivi par plusieurs rinçages à l’eau déminéralisée. Une partie du culot était montée, après déshydratation, entre lame et lamelle dans du Melmount© (ND = 1,704 ; Cargille labs, USA).

L'ouvrage de référence de Germain (1981) a été utilisé pour la détermination des espèces, ainsi que, accessoirement, les ouvrages de Hustedt (1959) et de Round, Crawford & Mann (1990).

La galerie-photos :

Photographiés au microscope optique en lumière blanche, certains frustules présentent des colorations variées dûes à la décomposition de la lumière par les structures siliceuses des valves qui se comportent alors comme de multiples prismes. Les autres, de structure moins complexe, sont monochromes. Les photos présentées ici ont été réalisées en lumière soit blanche, soit colorée par des filtres. Elles ont ensuite été travaillées avec un logiciel de traitement d'images, pour isoler le sujet et le mettre en valeur sur un fond de couleur choisie.
Les dimensions sont indiquées en micromètres (µm) ; un micromètre est égal à un millième de millimètre.
Les taxons également présents dans les diatomites du Cantal et d'Ardèche (cf. Diatomées fossiles) sont indiqués par (F).
Quelques termes utilisés pour caractériser les espèces :
Acidophile : espèce prolifèrant dans des eaux acides (pH 4 à 6).
Aérophile : espèce prolifèrant dans un film d'eau (rochers suintants) ou/et pouvant supporter un asséchement (fossés
           temporaires, flaques d'eau).

Épiphyte : espèce prolifèrant, fixée ou non, sur des végétaux.
Macrophytes : plantes aquatiques.
Ubiquiste : = cosmopolite ; répandue dans toutes les régions du monde où son habitat existe.


Diatomées Centrales et Diatomées Pennales sans raphé (1)
Diatomées Pennales sans raphé (2) et avec raphé (1)
Diatomées Pennales avec raphé (Achnanthes - Caloneis)
Diatomées Pennales avec raphé (Craticula - Cymbella)
Quelques espèces sont aussi présentées à Diatomées du port de Rouen (site "Diatomées marines").