PROTISTA.

PROTISTA

Être vivant constitué d’une seule cellule à noyau distinct. (Synonyme : unicellulaire.)

Protistes

La cellule unique d’un protiste contient les mêmes éléments : noyau, mitochondries, etc., que les cellules des êtres pluricellulaires. Certains protistes (protophytes) sont chlorophylliens, mais la plupart des espèces sont des protozoaires au mode de vie animal. Cette cellule des protistes doit assurer, à elle seule, l’ensemble des fonctions vitales de relation, de nutrition, de reproduction.

 Relation avec le milieu extérieur

Les protistes sont sensibles à la lumière, à la pression, aux courants, au champ de pesanteur et aux champs électriques. Ils se déplacent soit en émettant des pseudopodes (amibe), soit en nageant à l’aide de cils ou de flagelles.

 Nutrition

Les protistes chlorophylliens sont capables d’utiliser l’énergie lumineuse pour leurs synthèses organiques. Les protozoaires, eux, sont hétérotrophes. Chez certains ciliés, il existe des organites cellulaires bien différenciés jouant le rôle d’organes de capture, de bouche, d’anus, de vessie urinaire, d’estomac, etc. Certaines espèces de protistes survivent en anaérobiose et/ou vivent en parasites de l’homme et des animaux domestiques.

 Écologie

Les protophytes du plancton des couches éclairées superficielles des océans, dont le nombre peut dépasser un million d’individus par litre d’eau de mer, constituent par leur photosynthèse la source la plus importante de matières organiques à la surface du globe. Les protistes des sols et des vases sont des agents importants de minéralisation de la matière organique à la surface du globe. Ce sont des protozoaires qui assurent, en majeure partie ou en totalité, la digestion de la cellulose dans l’estomac des ruminants et dans l’intestin des termites.

 Reproduction

Certains protistes paraissent susceptibles de se reproduire indéfiniment par simple mitose et division binaire. Plus généralement, il intervient, au bout d’un certain nombre de générations, une mitose réductionnelle, ou méiose, qui amène à un état haploïde du noyau. Tôt ou tard, deux individus haploïdes (gamètes) uniront leur cytoplasme et leurs noyaux (amphimixie), faisant ainsi retour à l’état diploïde. On convient alors d’appeler femelle le gamète le plus gros, et mâle le gamète le plus mobile.

Plus de 65 000 espèces de protistes ont été déjà décrites. Parmi elles, les ciliés, extraordinairement diversifiés, fournissent les meilleurs exemples de la complexité que peuvent atteindre des organismes unicellulaires.

Le terme protistes, créé par Ernst Haeckel, désigne les eucaryotes unicellulaires, c'est-à-dire, autres que les animaux (Métazoaires), champignons (Eumycètes), et plantes (des Embryophytes aux Archaeplastida, selon les définitions)¹. Ce groupe est très hétérogène, tant du point de vue anatomique que physiologique ¹. Il réunit des organismes à organisation cellulaire dite simple, unicellulaires le plus souvent, multicellulaires parfois mais sans tissus spécialisés. Certains sont autotrophes (p. ex. : microalgues), d'autres sont hétérotrophes (p. ex. : protozoaires se nourrissant de microalgues).

Les protistes sont un groupe paraphylétique dans la classification phylogénétique. Ils étaient, en classification classique, le quatrième règne du domaine des eucaryotes mais on les définit actuellement par exclusion, c'est-à-dire que ce sont tous les eucaryotes n'appartenant ni aux champignons, ni aux plantes et ni aux animaux.

Constituant les bases du réseau trophique marin, ils jouent un rôle majeur dans les cycles biogéochimiques, les réseaux trophiques et ils constituent une part importante de la biodiversité et peut-être plus encore de la « biodiversité fonctionnelle » : sur environ 300 000 espèces estimées existantes, les 2/3 pourraient être assez largement distribuées, dans les océans notamment et 100 000 environ pourraient avoir une distribution plus restreinte².

Ils rendent d'importants services écologiques, en particulier pour l'épuration de l'eau, la régulation du CO₂ et des minéraux dans l'eau, la pêche, la récolte de coquillages et l'aquaculture.

Protista

Foraminifères benthiques

Règne

Protista
Haeckel, 1866

Synonymes

Protoctista (Hogg, 1860)

Divisions de rang inférieur

• Rhodophyta (algues rouges)
• Chromista
  • Stramenopiles (Heterokonta)
  • Haptophyta
  • Cryptophyta
• Alveolata
  • Dinophyta (dinoflagellés)
  • Apicomplexa (apicomplexés)
  • Ciliophora (ciliés)
• Excavata
  • Euglenozoa
  • Percolozoa
  • Metamonada
• Rhizaria
  • Radiolaria
  • Foraminifera
  • Cercozoa
• Amoebozoa
• Opisthokonta
  • Choanobionta
    • Choanoflagellata (choanoflagellés)
• Autres groupes

Histoire

La première définition d'un règne des Protista ³ a été proposée par Ernst Haeckel en 1866 en regroupant tout ce qui à son sens et à l'époque ne correspondait ni aux végétaux (ou Plantae), ni aux animaux. Dans ce règne, se trouvèrent ainsi réunis l'ensemble des algues et des champignons unicellulaires, les protozoaires, mais aussi les bactéries.

Le taxon de Protista a ensuite perduré pendant plus d'un siècle, mais la délimitation de ce « règne » a souvent et fortement varié en fonction des auteurs. Dans la classification phylogénétique moderne, il disparaît. On continue toutefois de parler de protistologie pour désigner la science des protistes.

Morphologie

Les protistes sont des organismes vivants unicellulaires dont la taille est environ 0,1 mm, comme l'amibe, la paramécie et l'euglène.

Classification phylogénétique moderne

Au XXI^e siècle, le caractère polyphylétique des protista, quelle que soit leur définition, a été démontré, réduisant considérablement la pertinence d'un tel groupe par ailleurs sans unité écologique ou morphologique.

La classification phylogénétique n'inclut pas le taxon protistes, rattachant certains organismes autrefois appelés sous ce nom aux Opisthocontes, d'autres à la lignée des algues brunes (Straménopiles) ou à la lignée verte des algues et plantes terrestres (Chlorophyta).

D'autres « protistes » sont divisés en lignées monophylétiques qui pourraient avoir rang de règne. Enfin, la position d'autres « protistes » aux affinités incertaines est encore en cours d'étude. Au total, les scientifiques reconnaissent aujourd'hui une soixantaine de lignées^4,5,6.

Classification classique

Dans les anciennes classifications, le règne des protistes se divisait généralement en trois parties :

• Les protozoaires, à affinités animales ;
• Les protophytes, à affinités végétales ;
• Les protistes fongiformes ou mycétozoaires ou protomycètes, à affinités avec les champignons.

Protozoaires

Les protozoaires sont des organismes unicellulaires qui forment un groupe paraphylétique, ils possèdent une cellule eucaryote (c'est-à-dire possédant un vrai noyau, contrairement aux bactéries, dites procaryotes), très différenciée qui remplit de nombreuses fonctions nécessaires à la vie et comportant des organites complexes : « vacuoles pulsatiles », « cils », « flagelles ».

Les protozoaires se différencient donc fortement des cellules constituantes des tissus des métazoaires.
Ils ont conquis et se sont adaptés à tous les milieux de vie, et certains sont des parasites qui peuvent être dangereux. Leur reproduction sexuée ou asexuée est très complexe. Le mode de nutrition des protozoaires se fait par ingestion (phagocytose ou via un cytopharynx). Les protozoaires sont souvent hétérotrophes, c'est-à-dire qu'ils puisent leur source de carbone en provenance des différents composés organiques.

Dans les classifications classiques, où les protozoaires formaient un embranchement (soit du règne animal, soit du règne des protistes), on distinguait cinq sous-embranchements⁷ :

• Les actinopodes qui émettent de fins pseudopodes rayonnants. Ils comprennent :
  • Les acanthaires, qui sont des protozoaires marins et planctogéniques.
  • Les radiolaires actinopodes, qui sont des protozoaires marins avec un squelette siliceux. Leur sédimentation et leur fossilisation donnent naissance à des roches tel le jaspe.
  • Les héliozoaires.
• Les cnidosporidies sont des parasites dont le stade initial est un germe amiboïde et le stade final une spore pourvue d'un filament évaginable.
• Les infusoaires ou infusoires ciliés sont des protistes de grande taille (jusqu'à 300 μm pour la paramécie). Ils sont munis d'un macronucléus et d'un micronucléus.
• Les rhizoflagellés qui comprennent les rhizopodes et les flagellés.
  • Les rhizopodes constituent une superclasse de protozoaires caractérisés par leur aptitude à émettre des pseudopodes locomoteurs et préhensiles. On trouve dans cette classe les amibes, les radiolaires rhizopodes et les foraminifères.
    • Les foraminifères se trouvent dans les eaux marines et saumâtres, et leur test calcaire comprend plusieurs loges plus ou moins perforées comme les globigérines et les nummulites.
  • Les flagellés constituent une superclasse de protozoaires pourvus de flagelles qui sont des organes filiformes et contractiles qui assurent la locomotion. On trouve dans cette classe les phytoflagellés (végétaux chlorophylliens), et les zooflagellés, dont certains peuvent être de dangereux parasites comme le Trypanosome qui cause la « maladie du sommeil ».
• Les sporozoaires sont dépourvus à l'état adulte d'appareil locomoteur. Ce sont des parasites des cellules animales.

Protophytes

Les protophytes sont des organismes végétaux unicellulaires ou à cellules peu différenciées. Dans les classifications classiques, on distinguait sept sous-embranchements :

• Les Chlorophycées
• Les Dictyochophycées
• Les Euglénophycées
• Les Prymnésiophycées
• Les Chrysophycées
• Les Dinophycées
• Les Xanthophycées

Mycétozoaires

Dans les classifications classiques, les Mycétozoaires sont des protistes qui possèdent de nombreuses caractéristiques communes avec les Mycètes. Par exemple : les myxomycètes.

Pathogénicité

Quelques espèces de protistes sont des pathogènes importants pour les animaux ou les plantes.
Par exemple

• Plasmodium falciparum cause le paludisme chez l'homme,
• Phytophthora infestans est responsable d'une maladie de la pomme de terre.
• Giardia lamblia est un protozoaire parasite responsable de la giardiose chez les animaux et les humains.
• Cryptosporidium parvum est un protozoaire parasite responsable de la cryptosporidiose chez les mammifères.

Une compréhension plus approfondie de la biologie des protistes pourrait permettre de mieux contrôler ces maladies.

Enjeux écologiques

La plupart des protistes et leur grande diversité jouent un rôle a priori essentiel dans les grands cycles biogéochimiques, et dans la productivité biologique des zones côtières, estuariennes et océaniques, et donc dans le puits de carbone océanique. Les services écosystémiques qu'ils rendent pourraient être affectés par le double phénomène d'acidification des océans et de réchauffement climatique (Cloern et Jasby, 2008; de Young et al. , 2004).

Certaines espèces pullulent en condition d'eutrophisation, de déséquilibre trophique (déséquilibres du système prédateur-proie) ou de réchauffement (Efflorescence algale). Quelques espèces (Phaeocystis) sont suivies en raison des toxines qu'elles produisent, qui peuvent rendre non consommables les coquillages filtreurs.

Certaines espèces sont considérées comme bioindicatrices de l'état de l'écosystème et sont à ce titre suivies par divers réseaux d'observations, côtiers notamment, pour mieux comprendre les phénomènes d'eutrophisation, zones mortes, intoxications alimentaires et/ou suivre le changement climatique afin d'en mieux anticiper les effets et de s'y adapter.