Diatomée gemme

Clé d'identification

Noms

Distribution géographique

Espèce cosmopolite

Cette espèce est cosmopolite, elle est présente en Atlantique Nord et Sud et dans le Pacifique et l'océan Indien. Elle est également présente en Méditerranée.
Son caractère cosmopolite est lié à sa tolérance aux milieux saumâtres et estuariens.

Biotope

Petrodictyon gemma est une espèce benthique* (microphytobenthique) fréquemment rencontrée dans le phytoplancton* par remise en suspension des sédiments, préférant les eaux saumâtres. Elle est un hôte courant des biofilms* formés à la surface des estrans* vaseux ou dans les mangroves*.
Cette espèce est typique des milieux estuariens et intertidaux* riches en matière organique.

Description

Cette diatomée* pennée* de grande taille (70–150 µm), est immédiatement visible au microscope optique.
Le frustule* de Petrodictyon gemma présente une forme ovoïde en vue valvaire*, son aspect rappelle une gemme ou un galet poli.. Il est orné de côtes transversales bien nettes, irrégulièrement espacées (2 à 3 côtes tous les 10 µm), donnant un aspect en "treillis" caractéristique et rejoignant un « sternum » longitudinal central, large, bien visible, sans aréoles*.

Chez cette espèce, le canal-raphé* est périphérique. Il contribue, d’un point de vue mécanique, à renforcer la résistance du frustule aux flexions longitudinales, ce que ne permet pas le « sternum » central, qui n’est qu’une zone dépourvue d’aréoles*.

En vue connective*, les deux valves du frustule forment un coin (elles ne sont donc pas parallèles).

Petrodictyon gemma possède un chloroplaste* unique, replié en forme de U, les deux branches du U se rejoignant dans la partie la plus étroite du frustule.

La longueur du frustule varie entre 70 et 150 µm. La largeur varie entre 30 et 55 µm.

Espèces ressemblantes

Si aucune confusion n’est possible avec cette espèce dans nos eaux métropolitaines, une espèce très proche, Petrodictyon patrimonii (Sterrenburg, 2001) peut être rencontrée en eaux chaudes (notamment en Polynésie puisqu’elle a déjà été observée dans plusieurs îles du Pacifique). En pratique, toute identification fiable hors Europe nécessite un microscope électronique.

Alimentation

Petrodictyon gemma est une algue autotrophe*, se nourrissant grâce à la photosynthèse*.
Comme toutes les diatomées*, elle constitue un maillon essentiel de la production primaire côtière.

Reproduction - Multiplication

Le cycle de vie des diatomées est complexe et original parmi les micro-algues.
Les diatomées* sont des diplontes (cellules diploïdes*), leur cycle de vie est diplophasique, c'est-à-dire qu'il est constitué essentiellement d'une phase diploïde*, la diplophase.
La phase haploïde* – l’haplophase - est réduite à l'existence des gamètes*.

La reproduction des diatomées peut s’effectuer soit de manière asexuée (multiplication cellulaire végétative), lorsque les conditions de vie sont favorables, soit de manière sexuée.

La multiplication des diatomées* est principalement assurée par division cellulaire, selon un mode très original : lors d'une mitose*, les deux valves du frustule de la cellule mère se séparent, chacune devenant l'épithèque* d'une cellule fille. Chaque cellule fille régénère alors la valve manquante, l'hypothèque*.
Ainsi, à chaque division mitotique d'une cellule, la cellule fille qui a hérité de l'épithèque est de taille identique, et la cellule fille qui a hérité de l'hypothèque est plus petite, ce qui entraîne une diminution progressive avec le temps de la taille moyenne d'une population.
Il existe une taille minimale au-delà de laquelle s’engage une reproduction sexuée. Cette taille minimale varie selon les espèces.

Pour la reproduction sexuée, les gamètes* mâles et femelles (généralement produits par deux cellules différentes) sont générées par méiose*.

Chez les diatomées pennées, comme Petrodictyon gemma, les gamètes sont dépourvus de flagelle* et la reproduction sexuée nécessite donc un rapprochement étroit entre individus compatibles. Le transfert de gamètes s’effectue grâce à des mouvements amiboïdes facilités par des formations mucilagineuses. La fusion des gamètes mâles et femelles donne naissance à une cellule œuf, qui va s'allonger et se transformer en auxospore*. L’auxospore s’entoure d’un abondant mucilage* puis grossit jusqu’à atteindre la taille maximale de l'espèce, avant de se transformer en cellule initiale qui sécrétera alors son frustule siliceux. La cellule initiale permet de régénérer des individus de taille maximale après la diminution de la taille moyenne d'une population suite aux mitoses successives

Des auxospores modifiées peuvent également être utilisées par certaines diatomées pour engager une phase de dormance ou de résistance, lorsque les conditions ambiantes deviennent défavorables.
Ce mécanisme explique la dynamique cyclique des populations naturelles.

Divers biologie

Lorsqu’elle vit à la surface des sédiments, Petrodictyon gemma suit une migration verticale phototrope. Elle remonte à la surface du sédiment à marée basse diurne, lorsque la lumière est la plus vive, puis s’enfouit lorsque la mer remonte. La lumière bleue (453 nanomètres de longueur d’onde) est celle pour laquelle ce phénomène est le plus sensible. Comme beaucoup de diatomées benthiques*, la répartition de Petrodictyon gemma sur les sédiments n’est pas uniforme mais se fait plutôt par taches. Santos et al. (1995) ont observé que la concentration en diatomées pouvait être multipliée par 100 dans ces taches (5.10² à 1,5 10⁴ diatomées par cm²).
Ces migrations contribuent fortement à la productivité des vasières intertidales*.

Les copépodes* sont des prédateurs importants des diatomées, dont Petrodictyon gemma. Les copépodes qui vivent dans les sédiments, et qui appartiennent donc à la méiofaune*, sont attirés par les taches évoquées précédemment, sans doute grâce aux substances organiques relarguées par les diatomées. Deux hôtes très communs des fonds vaseux, l’amphipode Corophium volutator et l’annélide Hediste diversicolor se nourrissent également abondamment de diatomées.

Informations complémentaires

La décoration du frustule* de Petrodictyon gemma comporte, entre les côtes bien visibles, de fines stries parallèles aux côtes, constituées de trous alignés. Ces « perles » sont difficilement visibles au microscope optique et constituent un très bon test du pouvoir séparateur des objectifs (mais il faut du matériel haut de gamme…). Cette espèce est ainsi fréquemment utilisée comme modèle pédagogique en microscopie.

La publication de Krammer K.(1989) permet de voir de magnifiques photographies au microscope électronique à balayage du frustule de cette espèce.

Origine des noms

Origine du nom français

Diatomée gemme. C’est la traduction du nom d'espèce.

Origine du nom scientifique

Le genre Petrodictyon a été créé en 1990 par David George Mann (1953-), un diatomiste anglais qui travaille actuellement au Royal Botanic Garden d’Edimburgh et à l'Institute for Agrifood Research and Technology (IRTA) de Catalogne. Ce nom provient du préfixe grec [Petro-] = pierre et du suffixe grec [-dictyon] = filet, réseau et signifie donc littéralement « filet de pierre », en raison de l’apparence des frustules de cette espèce.

Petrodictyon gemma est l’holotype* du genre Petrodictyon. Elle définit ainsi les caractères diagnostiques du genre Petrodictyon.

Le nom d’espèce gemma provient du latin [gemma] = gemme, pierre précieuse.

Classification

Numéro d'entrée WoRMS : 175560