Diatomée monnaie

Clé d'identification

Noms

Distribution géographique

Cosmopolite

Espèce cosmopolite, trouvée dans la quasi-totalité des eaux marines du globe.

Biotope

Melosira nummuloides est une espèce benthique* fréquemment rencontrée dans le phytoplancton*, lorsqu’elle a été décrochée de son substrat par les mouvements de l'eau.
Elle préfère les eaux saumâtres, et présente une grande tolérance aux variations de salinité.

Description

Melosira nummuloides est une algue unicellulaire visible au microscope optique. Elle se présente sous la forme de chaînes d’individus reliés entre eux par le centre. Très souvent, les individus sont regroupés par deux ou trois. Chaque frustule* individuel présente une forme ovoïde, parfois presque sphérique. Vers l’extrémité de chaque cellule se trouve une sorte de collerette, la carina, qui dépasse légèrement du frustule et que l’on peut observer en soignant la mise au point. La carina est caractéristique de cette espèce et permet donc une identification certaine.

Les valves* et le cingulum* sont dépourvus d’ornementation.
Les cellules sont reliées entre elles par des coussinets mucilagineux*, que l’on peut parfois observer au microscope optique.
Le diamètre des valves est compris entre 10 et 40 microns, la hauteur (ou longueur) des cellules variant entre 9 et 14 microns. Leur forme est circulaire en vue valvaire*.
Les chloroplastes*, aplatis, sont nombreux et pariétaux.

Espèces ressemblantes

Les autres espèces de diatomées* appartenant au genre Melosira présentent la même allure en chaîne.

Parmi elles,
Melosira moniliformis est l’autre espèce la plus courante. La forme des frustules* est légèrement différente (les valves* sont également plus larges que hautes, mais elles sont aplaties vers la zone de connexion). Les frustules présentent par ailleurs des ornementations. Il n’y a pas de carina.
Enfin, Melosira lineata présente des frustules dont les valves sont en forme de cloche. Les valves sont plus hautes que celles de Melosira moniliformis ce qui donne au frustule une allure rappelant la forme d’une gélule. Chaque cellule est souvent plus éloignée des cellules voisines que chez les deux autres Melosira évoquées ici.

Alimentation

Melosia nummuloides est une algue autotrophe*, se nourrissant essentiellement grâce à la photosynthèse*.

Johan Hellebust & al. ont montré que Melosira nummuloides pouvait utiliser de manière sélective certains acides aminés (arginine, glutamine, asparagine, proline, acide glutamique) comme source d’azote pour assurer une croissance hétérotrophe*, mais en présence de lumière.
Roger McLean & al. ont observé que les colonies de Melosira nummuloides se développant dans l’estuaire de la Clyde (Ecosse), un estuaire particulièrement pollué à l’époque, manifestaient des caractères d’hétérotrophie* significatifs (croissance stimulée par certains acides aminés à l'obscurité, phénomène accentué lorsque la concentration en matière organique dans l'eau augmente, mais ralentie lorsque la luminosité s’accroît).
Cette capacité de se développer grâce à la photosynthèse et d'assimiler de petites molécules organiques, la mixotrophie*, est aujourd’hui bien documentée pour plusieurs espèces de diatomées.

Reproduction - Multiplication

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 diploide*, la diplophase.
La phase haploide* – 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 végétative des diatomées est principalement assurée par division cellulaire mitotique, selon un mode très original : après une mitose*, les deux valves de l’algue se séparent. Chaque cellule fille conserve une valve de la cellule mère et en sécrète une seconde, qui sera nécessairement une hypothèque, donc plus petite que la valve conservée. Chaque cycle mitotique donne donc naissance à deux individus, l’un de taille similaire à la cellule mère, l’autre plus petit. En conditions favorables, ce type de reproduction peut être très rapide, une division complète prenant moins d’une journée. La taille moyenne d'une population diminue donc avec le temps.

Chez Melosira nummuloides, les deux individus issus d’une reproduction asexuée restent solidaires, retenus par la structure qui reliait initialement les deux valves* de la diatomée mère. On voit donc ainsi apparaître des doublets dans les chaînes. Dans ce doublet, la cellule la plus grande (celle ayant reçu l’épithèque de l’individu initial) se divise elle-même, ce qui donne naissance à un triplet (voir photo n°1). Ce mode de reproduction explique l’allure des chaînes de Melosira.

Il existe une taille minimale seuil au-deçà de laquelle peut s’engager une phase de reproduction sexuée, qui permettra de restaurer la taille maximale spécifique. La taille minimale seuil varie selon les espèces et est en moyenne de 30 % de la taille de la première cellule ayant engagé un cycle de division mitotique suite à une phase de reproduction sexuée (cellule initiale, voir ci-dessous).

Chez les diatomées centriques*, comme Melosira nummuloides, les gamètes* mâles sont munis d’un flagelle* (antérieur chez cette espèce) qui leur permet de rejoindre la diatomée femelle, dans laquelle ils pénètrent grâce à l'ouverture des deux valves du frustule. La rencontre entre les gamètes de sexe complémentaire est probablement facilitée par la sécrétion de phéromones*. La fusion des gamètes mâles et femelles donne naissance à une cellule œuf, qui va s'allonger et se transformer en auxospore*, de flottabilité neutre une fois débarrassée du reste du frustule femelle (mais cette séparation n’est pas obligatoire, auquel cas l’auxospore débutera son développement en restant attaché au frustule maternel). 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.

Les individus résultant d’une phase de reproduction sexuée (ou d’une auxospore formée par apomixie, sorte de multiplication asexuée, sans fécondation) présentent une forme quasi-sphérique. Au fur et à mesure de la multiplication mitotique, compte tenu du mode de division explicité ci-dessus, le ratio longueur/diamètre augmente (car le diamètre diminue alors que la hauteur des valves évolue peu), ce qui conduit à des individus d’une forme davantage elliptique en vue cingulaire*.

Vie associée

T.R.K. Dalziel & al. ont constaté que les cultures de Melosira nummuloides étaient favorisées par la présence d’algues du genre Enteromorpha (aujourd’hui Ulva sp.), la synergie étant liée à la fourniture d’un support par la macroalgue.

Divers biologie

Des essais en laboratoire ont montré que la température de croissance optimale de Melosira nummuloides était comprise entre 15 °C et 20 °C. Sa production photosynthétique* est par contre maximale à 10 °C et décroit ensuite, ce qui diffère notablement d’autres espèces de diatomées* benthiques* rencontrées dans le même milieu, dont l’activité photosynthétique croit avec la température.
Melosira nummuloides est par ailleurs une espèce qui n’apprécie pas les fortes lumières (on la rencontre dans des eaux riches en sédiments ou particules en suspension où la lumière a du mal à pénétrer). Chez cette espèce, une diminution importante de l’activité photosynthétique est observée pour des éclairements supérieurs à 1,300 μmol photons m^–2 s^–1 (pour donner un ordre de grandeur, l’éclairement au sol à midi à l’équateur est d’environ 2 000 μmol photons m^–2 s^–1).

Ces mêmes essais ont montré que cette espèce ne se développait pas dans une eau très peu salée (1 g/L.) mais que sa croissance était indépendante de la salinité pour les teneurs en sel supérieures, ce qui montre le caractère euryhalin* de cette espèce, qui reste cependant une espèce marine.

Comme beaucoup de diatomées, Melosira nummuloides se protège de ses prédateurs (essentiellement des copépodes) en sécrétant des aldéhydes polyinsaturés, appelés oxylipines. Ces substances ont un effet répulsif immédiat et dégradent fortement les capacités reproductives des copépodes. Mais des études ont montré que certains copépodes benthiques* (copépodes harpacticoïdes) n’avaient pas la même sensibilité à ces molécules.

Informations complémentaires

Les extraits éthanoliques de Melosira nummuloides ont des propriétés anti-obésité démontrées chez la souris, équivalentes à celles obtenues avec les extraits de thé vert.

Dans WoRMS, cette espèce est sous le nom de Melosira discigera qui dans Algaebase est une espèce d'eau douce.

Origine des noms

Origine du nom français

Diatomée monnaie : simple francisation du nom d'espèce.

Origine du nom scientifique

Melosira : le phycologue suédois Carl Adolph Agardh (1785-1859) n’a pas précisé l’origine du nom Melosira qu’il a créé en 1824. On peut cependant supposer que ce nom de genre a été créé à partir du préfixe grec ancien [Melos-] = chant, mélodie et du suffixe grec ancien [-seira] = chaîne, série, allusion à la beauté des chaînes formées par ces diatomées.

nummuloides : ce nom d’espèce nummuloides, créé par le même auteur, est construit à partir du latin [nummulus] = pièce de monnaie et du suffixe grec [-oides] = en forme de, ce nom signifiant donc littéralement « en forme de pièce de monnaie ». Ce nom d’espèce est utilisé en zoologie ou en botanique pour désigner une espèce de forme ronde.

Classification

Numéro d'entrée WoRMS : 149044