Les Cyanobactéries constituent le groupe le plus important et le plus diversifié de bactéries photosynthétiques. Elles étaient auparavant connues sous le nom d’algues bleu-vert. Elles présentent les caractéristiques suivantes :
Type cellulaire : Ce sont de véritables procaryotes. Ils n’ont pas de véritable noyau et de membrane nucléaire.
Taille et forme : Leur taille et leur forme sont très variables. Leur diamètre varie de Ito I Opm.
Structure végétative : Ils peuvent être unicellulaires ou former des colonies de différentes formes ou former des filaments. Le filament est composé de trichomes. Le trichome est une chaîne de cellules. Chaque filament est entouré d’une gaine mucilagineuse. Un trichome avec la gaine qui l’entoure est appelé filament. Le trichome peut être ramifié ou non ramifié. Locomotion : Ils manquent de flagelles. Ils utilisent des vésicules de gaz pour se déplacer dans l’eau. De nombreuses espèces filamenteuses présentent des mouvements de glissement. Certains filaments déplacent leur position latéralement dans l’eau.
Structure cellulaire : La cellule possède les parties suivantes :
1. La paroi cellulaire et la gaine mucilagineuse : Elles présentent des types de cellules primitives. La cellule est entourée d’une paroi cellulaire. La paroi cellulaire est composée de cellulose et de substances pectiques. Les mucilages forment une gaine autour de la cellule. La gaine augmente la capacité de rétention d’eau de la cellule. La couleur de la gaine protège la cellule de la lumière forte.
2. Protoplaste : Le protoplaste est divisé en deux parties :
(a) Centroplasme : La région centrale est incolore appelée centroplasme. Le centroplasme possède un corps central. Il contient du matériel chromatinien. Le matériel nucléaire n’est pas présent sous forme de chromosome. Il est présent sous forme de granules cristallins. On peut l’appeler noyau primitif. Mais il manque la membrane nucléaire et le nucléole.
(b) Chromoplasme : La région externe est pigmentée en bleu vert. Elle est appelée chromoplasme. Le chromoplasme contient des pigments chlorophylle, carotine, myxothanhophylle et phycocyanine. Il contient également des gouttelettes d’huile et du glycogène. Certaines vésicules de gaz y sont également présentes.
3. Système photosynthétique : Leur système photosynthétique ressemble beaucoup à celui des eucaryotes. Ils ont la chlorophylle et le photosystème II. Ils utilisent l’eau comme donneur d’électrons. Ils libèrent de l’oxygène pendant la photosynthèse. Par conséquent, ils réalisent une photosynthèse oxygénique. Ils utilisent des phycobilines comme pigments accessoires. Les pigments photosynthétiques et les composants de la chaîne de transport des électrons sont situés à l’intérieur de la membrane thylakoïde. Ces pigments sont liés à des particules : les phycobilisomes. Un pigment bleu Phycoeyanine est leur phycobiline prédominante.Les cyanobactéries fixent le CO2 par le cycle de Calvin.
4. Hétérocystes : Les filaments de certaines cyanobactéries possèdent des cellules spéciales appelées hétérocystes. Ce sont des cellules élargies en forme de tonneau. Il existe différents points de vue sur la nature des hétérocystes. Selon un point de vue, ce sont des spores vestigiales. Selon la seconde opinion, les hétérocystes ont un rôle dans la fixation de l’azote.
Reproduction
La reproduction sexuée est complètement absente chez les cyanobactéries. Elle se reproduit asexuellement par les méthodes suivantes :
a) La fission binaire : Il s’agit d’une simple division cellulaire. Le matériel génétique se réplique. Ils se déplacent vers les pôles opposés. Une excroissance en forme d’anneau apparaît au milieu de la cellule. Elle divise la cellule en deux. ) Fragmentation : Le filament de la cyanobactérie se brise en petits fragments. Chaque filament se développe pour former une nouvelle colonie. Hormogonie : Les morceaux brisés d’un filament sont appelés hormogonies. Des disques doubles concaves de matière gélatineuse se forment entre deux cellules. On l’appelle disque de séparation. Les filaments se cassent à ces endroits et forment des hormogonies. Hormospores : Dans des conditions défavorables, certaines hormogonies développent une paroi épaisse. Elles sont appelées hormospores. Elles germent directement dans un nouveau filament dans des conditions favorables.
(e) Plancocci : Ce sont des hormogonies unicellulaires. Ils montrent des mouvements de reptation. Les Plancocci développent une nouvelle colonie. (1) Formation de spores : Il existe les types de spores suivants :
- Akinètes ou arthrospores : Les akinetes sont des cellules reproductrices à parois épaisses et élargies. La cellule stocke la nourriture de réserve et les enlarans. Elle sécrète une paroi épaisse et devient akinète. L’akinete a une paroi externe exospore et une paroi interne endospore. Ils sont de couleur jaune ou brune. Les akinete germent immédiatement après la pluie.
- Endospores : Certaines cyanobactéries développent des endospores. Le protoplaste de certaines cellules se divise et développe des endospores. L’ancienne paroi cellulaire éclate et les endospores sortent.
- Exospores : Elles sont découpées à l’extrémité de certaines branches. Elles se séparent et développent un nouveau filament.
Classification des cyanobactéries Il existe trois ordres de cyanobactéries
- Chroococcales : Ce sont des cyanobactéries d’eau douce. Elles sont unicellulaires ou forment des colonies non filamenteuses. La reproduction se fait par fission binaire ou par fragmentation. Exemples : Chroococcus
- Chamaesiphonales : Ce sont généralement des épiphytes. Ils forment des filaments. La reproduction se fait par la formation de spores. La plupart des espèces sont marines. Exemple : Chameaesiphon
- Hormogonales : Ces dernières sont toutes filamenteuses. Elles se reproduisent par la formation d’hormogonies. Elles forment également des hétérocystes et des akinetes. La majorité d’entre elles sont d’eau douce. Exemples : Nostoc, Anabaena, Osiellatoria
Nostoc est un genre de cyanobactéries. Il compte 29 espèces. Ses espèces courantes sont N.caneunt, N.commune, N.endophytunr, N. rivttlare, etc. On la trouve dans une variété de niches environnementales. Elle forme des colonies composées de filaments de cellules moniliformes. Cette colonie est emballée dans une gaine gélatineuse.
Habitat
I. Le Nostoc se trouve dans le sol, sur les rochers humides, au fond des lacs et des sources (d’eau douce et d’eau salée).Il est rarement présent dans les habitats marins. Il forme des boules flottant librement dans les plans d’eau douce. Parfois, ces boules peuvent être attachées à un objet quelconque.
- Ils peuvent également se développer de manière symbiotique dans les tissus des plantes, comme les homworts. Elles fournissent de l’azote à leur hôte par le biais d’hétérocystes. Les hétérocystes sont des cellules différenciées en phase terminale.
- On les trouve aussi comme composant algal de certains lichens.
- On les trouve aussi sur les troncs d’arbres. Ils forment des excroissances muqueuses ou coriaces sur les troncs d’arbres.
Structure
Structure de la colonie
La colonie de Nostoc ne se voit pas sur le sol dans des conditions normales. Mais après la pluie, elle gonfle et forme une masse gélatineuse très visible. C’est pourquoi on pensait auparavant qu’elles tombaient du ciel. C’est pourquoi leurs noms populaires sont étoile tombée et gelée d’étoile. Elles sont également appelées beurre de sorcière. La colonie est presque arrondie. Sa taille peut être aussi grande qu’un œuf de poule.
Son corps gélatineux est constitué de nombreux filaments internes appelés trichomes. La colonie sécrète une grande quantité de –
substance gélatineuse. Elle forme une masse semblable à de la gelée. Un grand nombre de trichomes sont encapsulés dans une gaine ou une peau de cette motte.
Chaque trichome est simple, libre et souvent courbé ou enroulé. Il n’est pas ramifié. Il est composé de cellules ressemblant à des perles. Ces cellules apparaissent plus densément peuplées vers la peau externe du corps. Les filaments ou trichomes sont en grande abondance. Ils provoquent la sensation visqueuse lorsque les colonies gélatineuses sont rompues. Le trichome peut contenir une
ou plusieurs cellules hypertrophiées, appelées hétérocystes.
Structure des cellules
La majorité des cellules d’une colonie sont de taille similaire. Ses cellules ont les composants suivants :
I. Chaque cellule possède une paroi cellulaire externe. Cette paroi est constituée de trois couches. La couche interne est une couche cellulaire mince, la moyenne est la couche pectique et l’externe est la couche de mucilage.
2. Le protoplasme est composé de deux parties. La partie périphérique est appelée chromoplasme. Elle contient un pigment. D’où sa coloration.
Monera (procaryotes)
Les plastes sont absents chez Nostoc. La partie centrale du protoplasme est incolore. Elle contient un matériel semblable au noyau appelé corps central ou granules de chromatine.
- Dans certaines colonies, des pseudo-vacules sont présents. Leur matière alimentaire de réserve est le glycogène et les gouttelettes d’huile.
- Les hétérocystes sont des cellules plus grandes en forme de tonneau. Ils sont spécialisés dans la fixation de l’azote.
- Les corps de Golgi, le réticulum endoplasmique et les mitochondries sont absents de leurs cellules.
Reproduction
La reproduction sexuée n’est pas rapportée dans l’espèce de Nostoc. Nostoc se reproduit en suivant des méthodes asexuées.
I. La reproduction végétative : Elle se poursuit au sein de la colonie jusqu’à
ce que l’humidité disparaisse. Alors, un grand nombre de cellules forment des spores. Ces spores forment la masse noirâtre que l’on observe par temps sec. Ces spores sont capables de survivre à la sécheresse et aux rayons ultraviolets en été. Ces spores se développent au printemps et forment de nouvelles colonies.
- Formation d’hormones : C’est la méthode la plus courante de reproduction asexuée chez Nostoc. Les hormogones sont des filaments de courte longueur. Ils se développent en de plus grandes longueurs par reproduction végétative. Les hétérocystes sont le point où le filament se brise en hormogones. Les hormogones peuvent également être formées par la rupture du filament ou la décomposition du filament en d’autres points. Les hormogones peuvent conserver une enveloppe gélatineuse. Mais dans certains cas, les hormogones sortent de l’enveloppe gélatineuse et se développent en une nouvelle colonie. Dans certains cas, les hormogones ne sortent pas de la colonie et se développent pour former de nouveaux trichomes au sein de la colonie mère. Ainsi, un grand nombre de trichomes sont développés dans la même colonie.
- Formation d’akinetes ou d’anthrospores : Les akinetes se forment lors de conditions défavorables. Les akinetes sont des spores à paroi épaisse avec une grande quantité de matière alimentaire réservée. Leur paroi est épaisse de deux à trois couches. Elles ont un protoplasme granuleux. Les akinètes ont une réserve de nourriture sous forme de grains d’amidon de cyanophycine. Les akinetes sont capables de former de nouveaux filaments. Les Akinetes peuvent survivre à des conditions sèches. Celles-ci finissent par fonder de nouvelles colonies ailleurs, là où la pluie arrive.
- Iltérocystes : Les hétérocystes ne sont pas des moyens courants de -production chez Nostoc. Mais dans Nostoc commune les hétérocystes germent pour former de nouvelles colonies’. Le contenu des hétérocystes se divise en germination de deux puis de quatre cellules. La paroi de l’hétérocyte se rompt ou se dissout et les cellules germées sortent. Elles germent pour développer une nouvelle plante.
- Formation d’endospores : Les endospores peuvent se former chez N. commune et N. tnicroscpicum. Les endospores sont formées par la division du contenu de l’hétérocyte. Elles sortent et développent une nouvelle plante.
Fig : Filament de Nostoc Colonie de Nostoc
Importance économique du Nostoc
I. Le Nostoc contient des protéines et de la vitamine C.
2. Les espèces de Nostoc sont cultivées et consommées comme aliment, principalement en Asie. Les variétés N. flagelliforme et N commune sont consommées en ‘Chine, au Japon et à Java, N. commune est également consommé dans les Andes. La variété préférée en Asie centrale est N. ellipsosporunt.
3. Le choy gras (Nostoc flagelliforme) est abondamment consommé en chine. Mais il n’a aucune valeur nutritionnelle. Il contient également de la Bétaméthylamino L-alanine (BMAA). un acide aminé toxique. Cet acide aminé peut affecter les fonctions normales des cellules nerveuses. Il peut provoquer des maladies dégénératives comme la maladie d’Alzheimer, la maladie de Parkinson et la démence.
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