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Les articles Biologie et la Biochimie du récifal






Les zooxanthelles

Le 30 juin 2003, par Synchiropus -
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Chez les coraux durs batisseurs de récif (Scléractiniaires ou Madréporaires) et chez certains Actiniaires, Corallimorphaires, Zoanthaires et Octocoralliaires (Alcyonacea et Gorgonacea) l’endoderme des polypes renferment, sans exception des algues unicellulaires.

Ces algues sont généralement des dinoflagellés brun doré du genre Symbiodinium. Elle sont généralement brunes, la couleur la plus adaptée à l’absorption de la lumière bleue.
Les zooxanthelles, qui vivent en symbiose avec le corail, jouent un rôle très important dans le métabolisme de l’animal.. Cette association entre l’algue et le corail constitue une vraie symbiose car l’association profite aux deux partenaires. Ainsi les métabolismes de l’hôte (le corail) et du symbiote (l’algue) interfèrent fortement.

Les zooxanthelles sont localisées dans l’endoderme et sont intracellulaires. Elles sont déjà présentes dans l’œuf juste après la fécondation, dans l’ectoderme de la planula qu’elles quittent pour gagner l’endoderme lorsque la larve s’est fixée. Elles se multiplient par scissiparité chez l’adulte 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 d’éclairement. 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. A l’inverse 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, b et c, des caroténoïdes et des xanthophylles. Ces pigments sont les molécules responsables de la photosynthèse. Le fait d’avoir plusieurs pigments différents permet aux Zooxanthelles de s’adapter aux différentes conditions d’éclairement en terme de qualité et de quantité et ceux quelle que soit la profondeur.
Cette fameuse photosynthèse qui peut être résumée simplement à la fabrication de composés carbonés complexes à partir d’eau et de gaz carbonique sous l’action énergétique de la lumière n’est pas sans influence sur le métabolisme de l’hôte 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 échanges respiratoires

Un des sous produit de la photosynthèse est l’oxygène gazeux et celui-ci peut diffuser de l’algue vers le cytoplasme des cellules du polype constituant ainsi un apport non négligeable pour la respiration du polype. Le jour le polype absorbe de l’oxygène de l’eau de mer et reçoit en plus celui produit par les Zooxanthelles alors que la nuit seul l’oxygène provenant de l’eau 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 c’est à dire que la production d’oxygène de l’association corail-Zooxanthelle est supèrieure à la consommation. En général la consommation d’oxygène est forte mais varie d’une espèce à l’autre. Par exemple les Acropora sont de gros consommateurs ce qui explique leur faible résistance à une élévation de température faisant chuter la concentration d’oxygène dissout.

Roles métaboliques

les Zooxanthelles pratiquent la photosynthèse et les Zooxanthelles des coraux semblent avoir un rendement photosynthétique aussi bon que les Dinoflagellés libres. En plus de la production d’oxygène gazeux les Zooxanthelles fabriquent d’autres molècules qui vont être profitables aux polypes : glycérol, glucose, acides aminés, peptides etc... Ces molècules, pour être utilisées par les polypes, doivent impérativement traverser la membrane de l’algue 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 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 l’algue. On pensait tout d’abord que le gaz carbonique produit par la respiration du polype était absorbé par l’algue pour la photosynthèse mais en fait il semblerait plutôt que la source de CO2 utilisée par l’algue provienne des bicarbonates de l’eau 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 l’ammoniaque (composé azoté) est excrétée à un taux dix fois moindre à la lumière qu’à l’obscurité indiquant que la photosynthèse des Zooxanthelles utilise l’ammoniaque. Les nitrites, nitrates et acides aminés peuvent également être utilisés dans une moindre mesure.

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