COURS HOEDIC.pdf
COURS HOEDIC.pdf
COURS HOEDIC.pdf
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
3L6BV3M<br />
Les Les ALGUES<br />
Les ALGUES<br />
ALGUES<br />
CONTRAINTES ENVIRONNEMENTALES ET REPONSES ADAPTATIVES<br />
Christophe Roux
A visiter<br />
Consultations d’images :<br />
images.ups-tlse.fr<br />
images.ups tlse.fr/bitmap/ /bitmap/default.htm<br />
default.htm<br />
Cours en ligne :<br />
www.scsv.ups-tlse.fr<br />
www.scsv.ups tlse.fr rubrique enseignement, cours en ligne<br />
Le détour en vaut la peine :<br />
lebrusc.chez-alice.fr<br />
lebrusc.chez alice.fr
Bibliographie<br />
Augier H., Boudouresque J.F., 1971<br />
Notions d"écobiocénotique marine. Excursions en Méditerranée. CRDP Marseille.<br />
Augier H., Gonzalès M, Astier J.M., Bailleux B.,1983<br />
La vie sur les fonds marins. Peuplements benthiques méditerranéens (Littoral Provence-Côte d'Azur).<br />
CRDP Nice, CNDP Paris.<br />
Cabioc'h J., J.Y. Floc'h., A. Le Toquin., C.F. Boudouresque., A. Meinesz., M. Verlaque<br />
Guide des algues des mers d ’Europe. Delachaux et Niestlé éd., 1992<br />
Collectif<br />
Fiches FAO d'identification des espèces pour les besoins de la pêche. Méditerranée et mer Noire. Zone de<br />
pêche 37. Volumes 1 et 2<br />
Falkowski et Raven<br />
Aquatic photosynthesis. Blackwell Science éd. 1997<br />
Gayral P., Cosson J., 1986<br />
Connaître et reconnaître les algues marines. Ouest France. Rennes.<br />
Gayral P.<br />
Les Algues. Doin éd., 1975<br />
Gorenflot et Guern<br />
Organisation et biologie des Thallophytes. Doin éd., 1989<br />
Lecointre et Le Guyader<br />
Classification phylogénétique du vivant. Belin éd. 2001<br />
Lee R.E.<br />
Phycology. Cambridge University Press éd. 1999<br />
Raven, Evert, Eichhorn<br />
Biologie Végétale. DeBoeck éd. Université, 2000
I. INTRODUCTION : LES ALGUES DANS LEUR ENVIRONNEMENT<br />
I.1 Où trouve t-on des algues ?<br />
*Dans la neige<br />
Grain de pollen<br />
de pin<br />
Chlamydomonas nivalis<br />
Chloromonas
*Dans les eaux de<br />
pluie<br />
de faible<br />
profondeur<br />
(milieux fugaces)<br />
Haematococcus pluvialis<br />
Chlorophyta, Volvocales
Trentepohlia sp.<br />
Chlorophyta Trentepohliales<br />
*en milieu terrestre
*dans les lagunes saumâtres
Excrétion de sel par vacuoles pulsatiles<br />
Dunaliella salina<br />
Chlorophyta, Volvocales
*en milieu marin
I.2-Les « végétaux » aquatiques<br />
Tableau de la répartition des différents groupes de végétaux en milieu aquatique<br />
groupe taxonomique espèces<br />
dulçaquicoles<br />
en %<br />
espèces marines<br />
en %<br />
contribution à la flore<br />
marine (% de biomasse)<br />
Algues 55 40 ~99<br />
Phanérogames 12 000/ 260 000 :<br />
4.6 %<br />
40/260 000 : 0,015 % 0,95<br />
Lichens - 0,5 (halophytes) 0,01
I.3-Algues pélagiques et algues benthiques<br />
*Définitions :<br />
-algues pélagiques : algues uni ou pluricellulaires subissant le<br />
mouvement de l ’eau<br />
-algues benthiques : algues uni ou pluricellulaires fixées sur<br />
support au fond de l’eau<br />
*Algues pélagiques : le phytoplancton<br />
-Tous groupes d ’algues, Cyanobactéries incluses, exceptés<br />
Rhodophyceae<br />
-picoplancton :
algues pélagiques : le phytoplancton marin<br />
info web : cgdc3.igmors.u-psud.fr/microbiologie/bacillariophytes.htm<br />
Bacillariophyceae
Dinophyta<br />
Dinophysis<br />
Peridinium
Haptophyta<br />
Info web : cgdc3.igmors.u-psud.fr/microbiologie/haptophytes.htm<br />
www.soes.soton.ac.uk/staff/tt/<br />
Emiliania huxleyi (souvent écrit Emiliana)<br />
(coccolithes : écailles de calcite) :
Fleur d’eau d’E. huxleyi :<br />
phénomène de marée blanche
Algues marines benthiques
II-ADAPTATIONS MORPHOLOGIQUES ET PHYSIOLOGIQUES DES<br />
MACROALGUES MARINES BENTHIQUES
Répartition inégale des algues marines benthiques à marée basse
II.1-Effet de l’agitation de l ’eau et de la nature du support
*réduction *r duction de la surface du thalle : exemple du Fucus vesiculosus<br />
Fucus vesiculosus<br />
Fucus vesiculosus forma evesiculosus<br />
Fucus vesiculosus var. linearis
Himanthalia elongata : grande algue (2-4 m) des milieux battus
*importance du système syst me de fixation versus granulométrie granulom trie du support<br />
Laminaria hyperborea<br />
Saccorhiza Polyscides
Himanthalia elongata
*présence *pr sence de flotteurs sur le thalle : port érig rigé des thalles (évite ( vite abrasion)<br />
Fucus vesiculosus<br />
Sargassum muticum<br />
Ascophyllum nodosum<br />
Cystoseira baccata
* importance de la nature chimique du support<br />
Porphyra umbilicalis
II.2-tolérance aux eaux froides<br />
contrainte contrainte :<br />
Températures moyennes basses<br />
été<br />
Température moyenne de surface hiver
Augmentation du rapport Rhodophyceae/Phaeophyceae selon la T°<br />
St John ’s (Terre-Neuve), R/P=1,1<br />
Cherbourg R/P=1,6<br />
St Malo, R/P=2,2<br />
Biarritz, R/P=2,3<br />
Banyuls, R/P=2,95<br />
Canaries R/P=3,7<br />
Bahamas, R/P=4,6<br />
Les grandes algues brunes benthiques sont adaptées aux eaux<br />
froides
II.3-Adaptation aux eaux profondes<br />
II.3.a 3.acontrainte contrainte :<br />
raréfaction de la lumière<br />
en fonction de la profondeur<br />
500 nm<br />
vert<br />
470 nm<br />
bleu-vert<br />
450 nm<br />
bleu<br />
650 nm<br />
rouge<br />
600 nm<br />
400 nm<br />
violet<br />
550 nm<br />
jaune
II.3.b adaptation des algues benthiques à la raréfaction de la lumière<br />
en profondeur : distribution hétérogène des algues selon la profondeur<br />
-Théorie Théorie de l’adaptation chromatique complémentaire<br />
0<br />
-10<br />
-100<br />
Côte (en m)<br />
rouges, brunes, vertes<br />
500 nm<br />
vert<br />
450 nm<br />
bleu<br />
rouge<br />
400 nm<br />
violet<br />
550 nm<br />
jaune<br />
Figure : Distribution des algues marines benthiques en fonction de la profondeur
Chlorophyta<br />
Phaeophyceae<br />
Dinophyta Rhodophyta
Théorie à nuancer :<br />
en zone tempérée, certaines espèces d ’algues vertes sciaphiles se<br />
trouvent à grande profondeur<br />
Udotea petiolata, Palmophyllum crassum : 10-100m<br />
Halimeda tuna (2-50m) Codium bursa (3-70m)
endement maximal<br />
photosynthèse<br />
respiration<br />
cellulaire<br />
-Théorie Théorie de la plasticité de l ’appareil pigmentaire<br />
rendement photosynthétique<br />
(émission d’O )<br />
2<br />
> 0<br />
0<br />
< 0<br />
b<br />
Ulva rotondula<br />
a : surface (I)<br />
a<br />
b: immersion (I/10)<br />
I L<br />
max<br />
intensité lumineuse<br />
(I L)<br />
point de compensation= équilibre entre la photosynthèse et la respiration<br />
⇔ limite métabolique du développement d’un organisme photosynthétique.
endement maximal<br />
photosynthèse<br />
respiration<br />
cellulaire<br />
-Théorie Théorie de la plasticité de l ’appareil pigmentaire<br />
0<br />
Ulva rotondula<br />
rendement photosynthétique<br />
(émission d’O )<br />
2<br />
> 0<br />
< 0<br />
b<br />
a : surface (I)<br />
a<br />
b: immersion (I/10)<br />
I L<br />
max<br />
intensité lumineuse<br />
(I L)<br />
point de compensation= équilibre entre la photosynthèse et la respiration<br />
⇔ limite métabolique du développement d’un organisme photosynthétique.
Conséquence : étagement des algues marines benthiques<br />
ETAGE<br />
SUPRALITTORAL<br />
ETAGE<br />
MEDIOLITTORAL<br />
ETAGE<br />
INFRALITTORAL<br />
ETAGE APHYTAL<br />
Embruns : zone des lichens<br />
Forte diversité algale<br />
-Rareté des algues vertes<br />
-Disparition graduée des algues brunes<br />
-prépondérance des algues rouges<br />
(coralligène méditerranéen)
II.4-Adaptation à la zone intertidale (zone côtière soumise aux marées)<br />
II.4.a 4.aDescription Description des contraintes imposées impos es par les marées mar es<br />
α-Que Que sont les marées ?<br />
http://www.shom.fr/fr_page/fr_act_oceano/maree/maree_f.htm<br />
*le moteur : Terre/Lune/Soleil dans les différentes conjonctions :<br />
-Sizygie (PL, NL) et quadratures (PQ, DQ)<br />
-alignement : équinoxe (21 Mars/23 Septembre)<br />
[solstice (21 Juin/21 Décembre)]<br />
VE<br />
ME
A chaque pleine lune et à chaque nouvelle lune, environ tous les quinze jours, les amplitudes<br />
de marée passent par un maximum.
A chaque premier quartier et dernier quartier, les amplitudes de marée passent par un<br />
minimum.
Les vives-eaux et mortes-eaux interviennent avec un certain retard par rapport aux<br />
syzygies et aux quadratures. Ce retard est l'âge de la marée.
PMVE<br />
PMME<br />
BMME<br />
BMVE<br />
zéro
*Régime des marées :<br />
-En En France, régime semi-diurne semi diurne régulier<br />
(sauf en baie de Somme : semi-diurne irrégulier)<br />
PM<br />
BM<br />
-En Chine : diurne<br />
24h50
-cartographie cartographie mondiale d’une marée
Les lignes blanches représentent les lignes d'iso-marnage (même coeff de marée : il existe<br />
des points amphidromiques = annulation de l’onde de marée) et les fuseaux de couleurs les<br />
régions d'iso-phase ou lignes cotidales.
β-Quelles Quelles sont les contraintes liées à la vie en zone côtière<br />
soumise aux marées ?<br />
Marées émersion<br />
-variation de salinité et de pH<br />
0 g/l 35 g/l cristallisation<br />
pH 6<br />
-variation d ’illumination<br />
pH 7,8 pH 11
II.4.b II.4.b Adaptations des algues à ces contraintes<br />
α-Variation de salinité et de pH : rôle de la paroi des algues<br />
Phase cristalline : squelette de microfibrilles<br />
Phase amorphe : matrice prédominante (contrairement aux Cormophytes)
Rhodophyta : galactanes<br />
Phaeophyceae : alginates
β-Variation d ’illumination
endement maximal<br />
photosynthèse<br />
respiration respiration<br />
cellulaire<br />
rendement rendement rendement photosynthétique<br />
(émission d’O d’O 2 2)<br />
)<br />
> 0<br />
0 0<br />
< < 0<br />
a<br />
I I L L max max max<br />
photoinhibition<br />
photoinhibition<br />
point de compensation = équilibre entre la photosynthèse et la respiration<br />
⇔ limite métabolique du développement d’un organisme photosynthétique.<br />
I L max<br />
intensité lumineuse (I (I L)
zeaxanthine
III-IMPACT DES CONTRAINTES ET ADAPTATIONS SUR LA<br />
REPARTITION DES ALGUES BENTHIQUES<br />
Principales contraintes environnementales en zone côtière :<br />
Température, lumière et marées<br />
La flore algale en zone océanique<br />
diffère de<br />
la flore algale en zone méditerranéenne
Algues marines benthiques à marée basse (île de Bréhat, Bretagne nord)
III.1-Répartition des algues benthiques en zone océanique<br />
III.1.ales contraintes de la zone intertidale et de l’étagement sont imbriquées<br />
ETAGE<br />
SUPRALITTORAL<br />
ETAGE<br />
MEDIOLITTORAL<br />
ETAGE<br />
INFRALITTORAL<br />
ETAGE APHYTAL<br />
PM<br />
BM
III.1.b Zonation en zone intertidale :<br />
*cycles émersion-immersion des algues lors des marées : fortes<br />
variations environnementales<br />
*les contraintes induites lors de l’émersion sont d’autant plus fortes<br />
que les algues sont implantées en haut de la zone intertidale : temps<br />
d’émersion plus long<br />
+<br />
Temps d ’émersion<br />
-<br />
PM<br />
BM
La capacité de chaque espèce d’algue à résister plus ou moins bien aux contraintes<br />
liées à l’émersion entraîne la formation de ceintures d ’algues : ZONATION<br />
*Les algues typiques de la zonation ne sont pas les seules présentes : ce<br />
sont les espèces représentatives d’une zone, associées à d’autres espèces.
*Cette succession d’espèces diffère selon<br />
-la nature du support : faciès rocheux, sablonneux, galets)<br />
-l’exposition à l’hydrodynamisme : modes battus / semi battus / abrités<br />
*exemple de distribution sur faciès rocheux en mode battu et abrité
III.1.c Cas des cuvettes<br />
La formation de cuvettes ou mares au niveau de la zone intertidale annule les effets liés aux<br />
contraintes de l’émersion : on trouve dans ces mares un mélange d’espèces inattendues à<br />
cette hauteur.<br />
Cuvette de bas niveau<br />
Himanthalia elongata (longs filaments<br />
à gauche) Bifurcaria bifurcata (à<br />
droite), et Ulva lactuca verte<br />
Cuvette de Haut Niveau<br />
1 = Chondrus crépu (Chondrus crispus )<br />
2 = Coralline allongée (Corallina elongata)<br />
3 = Lithothamnion sp.<br />
a = Actinie (Actinia equina)<br />
b = Moule comestible (Mytilus edulis)<br />
c = Littorine de rochers (Littorina saxatilis)
III.2 III.2 La ceinture de Lichens marins<br />
Lichens halophytes<br />
Lichens marins<br />
Etage supralittoral (zone des embruns) Ramalina siliquosa<br />
Xanthoria parietina<br />
Caloplaca marina<br />
Etage médiolittoral (horizon supérieur : PMVE) Verrucaria maura<br />
Etage médiolittoral (horizon supérieur et moyen) Lichina confinis
Ramalina siliquosa
Xanthoria parietina<br />
Caloplaca marina
Verrucaria maura
Lichina confinis Lichina pygmea
III.3 Quelques algues de la zonation<br />
Pelvetia canaliculata
Fucus vesiculosus<br />
F. serratus<br />
F. spiralis
Chondrus crispus
Ascophyllum nodosum
Himanthalia elongata
Laminaria digitata<br />
Et tant d’autres qui seront vues sur place….
III.4-Remarque sur les phanérogames marines
IV-LES ALGUES BENTHIQUES EN ZONE OCEANIQUE : île de<br />
Hoedic
Ilots rocheux côté sud
-Fait partie des îles du Ponant (Chausey, Bréhat, Batz, Molène, Ouessant, Sein,<br />
Glénan, Belle-île-en-Mer, Groix, Houat, Hoëdic, Arz, Yeu, l’Île aux Moines, Aix )<br />
-Dans la continuité de l’île de Houat et de Quiberon (24 km de distance) : l'un des sommets<br />
de la chaîne de hauteurs sous-marines barrant l'estuaire de la Vilaine de Quiberon au<br />
Croisic. (chaîne en partie émergée en -5000 : nécropole mésolithique)<br />
-Superficie : 209 ha. Longueur : 2,5 km. Largeur : 800 m. Population : 119 Hoëdicais
*Importance du plateau continental
*Amplitude des marées<br />
Marnages maximaux<br />
(en mètres)<br />
Granville 14,6<br />
Bréhat 9,9<br />
Ouessant 8,6<br />
Brest 8,3<br />
Belle-Ile ~ 6<br />
Bayonne 4,8<br />
baie de Fundy (Canada) 16,7
Objectif du séjour : Etude de la zonation<br />
relevé d’espèces algales marines benthiques en modes battus et<br />
abrités sur faciès rocheux, sablonneux et rocailleux (taille galets)