Zooxanthella

Zooxanthella

Zooxanthelle

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Symbiodinium
Classification classique
Domaine Eukaryota
Règne Protozoa
Sous-règne Biciliata
Infra-règne Alveolata
Embranchement Myzozoa
Classe Dinophyceae
Ordre Suessiales
Famille Symbiodiniaceae
Genre
Symbiodinium
Freudenthal, 1962
Synonymes
  • Zooxanthella Brandt, 1881
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La zooxanthelle (algue du genre Symbiodinium) est une algue unicellulaire, pouvant vivre en symbiose avec le corail, mais aussi avec les bénitiers, ainsi qu'avec de nombreuses espèces de méduses scyphozoaires, comme le genre Cassiopea ou Cotylorhiza par exemple, et chez d'autres animaux marins (Hydrozoaires, Limaces de mer, radiolaires, ciliées, porifères, actinies...). Dans les couches superficielles des mers chaudes, dépourvues de la base de la chaîne alimentaire marine qu'est le plancton, les zooxanthelles se développent en absorbant le dioxyde de carbone libéré par les coraux (ou un autre animal hôte) et fournissent en retour divers nutriments à leur hôte.

Chez les coraux durs batisseurs de récif (Scléractiniaires ou Madréporaires) et chez certains Actiniaires, Corallimorphaires, Zoanthaires et Octocoralliaires (Alcyonacea et Gorgonacea) lendoderme des polypes renferme, sans exception, des algues unicellulaires.

Sommaire

Introduction

Ces algues sont des Dinoflagellés brun doré du genre Symbiodinium. Elles sont généralement brunes, la couleur la plus adaptée à labsorption de la lumière bleue. Les zooxanthelles, qui vivent en symbiose avec le corail (ainsi qu'avec d'autres invertébrés), jouent un rôle très important dans le métabolisme de lanimal. Cette association entre lalgue et le corail constitue une vraie symbiose car lassociation profite aux deux partenaires. Ainsi les métabolismes de lhôte (le corail) et du symbiote (lalgue) interfèrent fortement.

Chez le corail, les zooxanthelles sont localisées dans lendoderme et sont intracellulaires. Elles sont déjà présentes dans lœuf juste après la fécondation, dans lectoderme de la planula quelles quittent pour gagner lendoderme lorsque la larve sest fixée. Elles se multiplient par scissiparité chez ladulte et sont présentes dans toutes les couches cellulaires endodermiques mais plus abondantes dans le disque oral, les tentacules et le coenosarque (zones plus exposées à la lumière). Cette biomasse végétale stockée par les polypes varie selon les espèces et peut atteindre 45 à 60% de la biomasse en protéines du corail. La densité des zooxanthelles et leur répartition dans les tissus dépendent de la physiologie du polype, des conditions déclairement. La lumière semble être le facteur écologique le plus important. Un manque de lumière entraîne une plus forte dispersion des zooxanthelles et une diminution de leur nombre. À linverse trop de lumière peut conduire à une abondance de zooxanthelles et une régression des polypes. Lorsque les conditions sont mauvaises, les zooxanthelles dégénèrent et sont rejetées : les coraux blanchissent. Cette situation est cependant réversible si les conditions redeviennent favorables.

Les pigments

Comme tous les végétaux photosynthétiques, les zooxanthelles contiennent des pigments comme les chlorophylles a et c, des caroténoïdes. Ces pigments sont les molécules responsables de la photosynthèse.

Le fait davoir plusieurs pigments différents permet aux zooxanthelles de sadapter aux différentes conditions déclairement en termes de qualité et de quantité et ce quelle que soit la profondeur. Cette fameuse photosynthèse qui peut être résumée simplement à la fabrication de composés carbonés complexes à partir deau et de dioxyde de carbone sous laction énergétique de la lumière nest pas sans influence sur le métabolisme de lhôte qui héberge les algues. Ainsi les échanges respiratoires, le métabolisme général ainsi que le processus de calcification sont étroitement liés au métabolisme des zooxanthelles.

Les coraux synthétisent aussi des substances toxiques. On suppose que ces substances les protègent des prédateurs, voire des infections bactériennes. Parmi ces substances on trouve des quinoneimines, vivement colorées, comme l'ascididemine, la calliactine, la kuanoniamine, actuellement objet de tests preclinique comme anti cancéreux. On pense que les zooxanthelles participent partiellement voire totalement à la synthése de ces substances.

Les échanges respiratoires

Un des sous produit de la photosynthèse est le dioxygène et celui-ci peut diffuser de lalgue vers le cytoplasme des cellules du polype, constituant ainsi un apport non négligeable pour la respiration du polype.

Le jour le polype absorbe du dioxygène de leau de mer et reçoit en plus celui produit par les zooxanthelles, alors que la nuit seul le dioxygène provenant de leau de mer peut être utilisé puisque la photosynthèse est stoppée. Ceci implique une diffusion des gaz à travers la membrane des zooxanthelles.

Globalement, il résulte pendant la journée un bilan respiratoire positif, cest-à-dire que la production de dioxygène de lassociation corail-zooxanthelle est supérieure à la consommation. En général la consommation de dioxygène est forte mais varie dune espèce à lautre. Par exemple, les Acropora sont de gros consommateurs, ce qui explique leur faible résistance à une élévation de température faisant chuter la concentration en dioxygène dissout.

Rôles métaboliques

Les zooxanthelles pratiquent la photosynthèse et les zooxanthelles vivant en symbiose semblent avoir un rendement photosynthétique aussi bon que celles qui vivent libres. En plus de la production de dioxygène, les zooxanthelles fabriquent dautres molècules qui vont être profitables aux polypes : glycérol, glucose, acides aminés, peptides etc.

Ces molécules, pour être utilisées par les polypes, doivent impérativement traverser la membrane de lalgue pour se retrouver dans le cytoplasme des cellules du polype. Le transfert est favorisé par les enzymes digestives sécrétées par le corail, qui rendent les parois cellulaires des algues perméables aux métabolites. les composés produits par les zooxanthelles sont largement utilisés par le polype pour son propre métabolismes des glucides, protides et lipides. Finalement les algues symbiotiques peuvent être considérées comme le réservoir de carbone organique du corail.

Apport du corail au métabolisme des zooxanthelles

Les déchets azotés et phosphorés du corail sont utilisés en partie par lalgue. On pensait tout dabord que le dioxyde de carbone produit par la respiration du polype était absorbé par lalgue pour la photosynthèse, mais en fait il semblerait plutôt que la source de CO2 utilisée par lalgue provienne des bicarbonates de leau de mer. Plusieurs travaux ont clairement montré que les phosphates (composés phosphorés) sont utilisés par les zooxanthelles pour leur métabolisme protidique. De même chez certaines espèces de coraux lammoniaque (composé azoté) est excrétée à un taux dix fois moindre à la lumière quà lobscurité indiquant que la photosynthèse des zooxanthelles utilise lammoniaque. Les nitrites, nitrates et acides aminés peuvent également être utilisés dans une moindre mesure.

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