II. Adaptation des espèces aux conditions difficiles du milieu.

1° Adaptation à l'obuscurité.

a) La bioluminescence.

Introduction:
 La bioluminescence, du grec bios signifiant vie et du latin lumen qui signifie lumière, est une réaction chimique qui permet de convertir l’énergie chimique en une énergie lumineuse. Cette énergie lumineuse est dite froide car 20% seulement de sa lumière génère de la chaleur. La bioluminescence peut être générée par des organismes
symbiotiques hébergés au sein d'un organisme plus grand. Le composé chimique à l'origine de la luminescence est la luciférine. Celle-ci émet de la lumière en s'oxydant grâce à l'intervention de la luciférase, une enzyme.

 

Dans les abysses, on estime a 90% d’espèces vivants qui produisent de la bioluminescence .La majorité des émissions lumineuses marines appartiennent au spectre lumineux du bleu et du vert, les longueurs d'onde qui peuvent être transmises aisément à travers l'eau. Plus rarement, certaines espèces émettent dans le rouge ou dans l'infrarouge.

Dans l'eau, la lumière solaire s'atténue de 10% tous les 75mètres. Ainsi on peut dire qu'à 850mètres de profondeurs, l'obscurité y est totale pour l'oeil humain.A cette profondeurs, 90% des espèces sont bioluminescentes, comme la méduse, le calmar, quelques poissons, crevettes...Mais, déjà à 200 mètres de profondeurs, de nombreuses espèces produisent leur propre lumière, qui est généralement bleue et qui se propage plus loin dans la profondeur de l'eau.

 Cette lumière naturelle est crée de trois manière différentes:

  • premièrement, par symbiose avec une bactérie, elle-même bioluminéscente: vibrio fisheri

  • Deuxièmement, par réaction entre une molécule: la luciférine, et une enzyme: la luciférase, situées dans une glande ou sous la peau

  • Troisièmement, par des cellules spécialisées: les photocytes..

 

Chez certaines espèces bioluminescentes, les cellules éméttant cette lumière ( les photocytes) sontisolées ou regroupées en organes appelés photophores. Ces dernières sont d'une extraordinaire variété. Mais dans certains cas, la lumière n'émane pas d'un photophore. C'est l'animal qui projette, dans l'eau, une substance lumineuse comme la seiche ou le poulpe avec l'encre.

La bioluminescence à quatre fonctions principales, qui sont le camouflage, la répulsion, la communication et l'attraction.

 -Le camouflage : Certains poissons utilisent la bioluminescence pour se camoufler. En effet, en simulant la lumière de la surface, ils deviennent artificiellement transparents aux prédateurs en dessous d'eux.( indiquez exemple) En effet si l'on observe par le dessus un animal situé à 700 mètres de profondeurs, on le verra comme une silhouette plutôt claire se détachant sur un fond sombre et inversement. Plusieurs espèces ont donc développé cette capacité d'éclairage. Notamment les calmars, qui sont, en mesure d'ajuster l'intensité de la lumière pour disparaître au mieux, en fonction de l'heure et de la profondeur à laquelle ils évoluent.

-L’attraction : La bioluminescence peut également être utilisée comme un leurre par différentes espèces abyssales comme certains lophiiformes. Un appendice lumineux s'étendant au-dessus de la tête du poisson permet ainsi d'attirer les petits animaux à une distance suffisante pour que l'attaque soit faisable. La bioluminescence permet aussi d'attirer des partenaires sexuels. En effet la bioluminescence est employée par de nombreux animaux, pour attirer des proies ou des congénères pour l'accouplement.On la trouve notamment chez les lampyres qui utilisent un flash périodique au niveau de leur abdomen pour attirer leur partenaire lors de la reproduction.(indiquez exemple)

 

Pour la bioluminescence employée lors des accouplements, prenons exemple sur les petits crustacés, Vargula(voir photos). Des observations sous-marines de ce crustacé ont montré que ces animaux, disposent d'un système complexe de signaux lumineux sexuels. Lors de la parade, seuls les mâles sont luminescents, ils nagent à grande vitesse en laissant sur leur trajectoire des traînées de petits amas de sécrétions lumineuses.

-La répulsion : Certains calmars et petits crustacés utilisent des mélanges chimiques bioluminescents (également des boues de bactéries bioluminescentes) afin de repousser les attaques des prédateurs de la même manière que beaucoup de calmars utilisent l'encre : un nuage de luminescence est expulsé déroutant ou repoussant un potentiel prédateur permettant ainsi au calmar ou au crustacé de prendre la fuite en toute sécurité.(indiqué exemple)Ainsi certaines espèces du genre de l'Acanthephyra qui vivent en eau profonde crachent un liquide d'une vive lumière afin d'éblouir leurs prédateurs et de fuir précipitemment.

acanthephyra( crevette rouge)  sécrétant le liquide.

-La communication : La bioluminescence peut enfin servir aux êtres vivants abyssales de communiquer entre eux .(indiqué exemple)

-L'éclairage: A nos yeux c'est une fonction évidente de la lumière, mais certaines espèces comme le "poisson dragon" Malacosteus, lui ont trouvé une autre fonction. En effet, en eau profonde la lumière rouge est fortement absorbée et les animaux marins sont très rarement sensibles aux lumières rouges ou infrarouges. Ils voient surtout le vert et le bleu. Le Malacosteus a donc la faculté de produire une lumière rouge, ce qui est d'autant plus intéressant que de nombreux crustacés rouges, sont invisibles à la lumière bleue. Il peut donc approcher ses proies sans être repéré. En résumé, il voit sans être vu, et voit ce que les autres ne peuvent pas voir.

 

Malacosteus

Cependant le système bioluminescent des espèces marines des grands fonds reste encore inconnue des scientifiques. Car à cause d'une pression trop importante, ils ne peuvent observer ces animaux marins dans leur milieu naturel. De plus, la dépression que subissent ces spécimens, une fois remontés à la surface, empêche de les maintenir en vie plus de trois heures. Une analyse est donc presque impossible.

 

b) La chimiosynthese


La chimiosynthèse désigne les mécanismes de la production de composants organiques par des organismes vivants. La chimiosynthèse repose sur la présence de bactéries autotrophes. Ces bactéries oxydent des minéraux réduits pour produire de l'énergie. Ces bactéries chimiosynthétiques vivent souvent en symbiose avec d'autres espèces animales. Dans ce but, les vers possèdent des branchies qui amènent aux bactéries les éléments nécessaires à leur chimiosynthèse. La réaction au niveau des sources hydrothermales est souvent la suivante: O2 + 4H2S + CO2 -CHOH- + 4S + 3H2O


 

 

La manière dont l’organisme vivant constitue sa propre matière organique se caractérise par trois critères :

  1. la nature de la source de carbone (auto-, hetero-)

  2. la nature de la source de l'énergie qui sera emmagasinée dans les molécules organiques synthétisées (photo- , chimio-)

  3. la nature organique (-organo-) ou inorganique (-litho-) du donneur d'électrons

Les critères 2 et 3 permettent de composer le nom du type trophique. Il y a quatre combinaisons. Toutes existent. Le critère 1 permet de classer les organismes en autotrophes et hétérotrophes .

Les autotrophies
Au début d'une chaîne alimentaire , il y a toujours un organisme autotrophe, capable de produire les molécules organiques de structure et de fonction qui le constituent en effectuant la réduction du CO2 (carbone inorganique) en carbone organique.

  • Les organismes photolithotrophes sont les végétaux chlorophylliens, les cyanobactéries, les bactéries sulfureuses vertes (Chlorobactéries) ou pourpres (Thiorhodacées). Tous réalisent une photosynthèse grâce à des pigments photosynthétiques. La réduction du carbone inorganique nécessite un donneur d'électrons : l'eau pour les végétaux chlorophylliens et les Cyanobactéries, qui rejettent finalement du dioxygène, et le sulfure d'hydrogène H2S pour les bactéries sulfureuses.
  • Les organismes photoorganotrophes utilisent des molécules organiques comme source de carbone mais pas comme source d'énergie. Exemples: les bactéries non sulfureuses pourpres (Athiorhodacées).

  • Les organismes chimiolithotrophes sont des bactéries, qui utilisent soit des molécules organiques, soit des composés minéraux comme source d'énergie (c'est à ce dernier cas qu'on réserve le terme de chimiosynthèse, comme terme consacré), et des composés minéraux oxydants (NO3, O2...) comme donneurs d'électrons.

Les hétérotrophies

On distingue les photoorganotrophes et les chimioorganotrophes, qui utilisent respectivement la lumière et l'énergie des liaisons chimiques comme source d'énergie.

  • Les organismes photoorganotrophes sont des bactéries photosynthétiques qui utilisent des molécules organiques comme source de carbone, une molécule organique comme source d'électrons pour la réduction de ce carbone, et la lumière comme source d'énergie (Certaines cyanobactéries, par exemple).

  • Les organismes chimioorganotrophes sont les animaux, les mycètes (champignons, levures), les végétaux chlorophylliens et non chlorophylliens, et des bactéries. Leurs sources d'énergie, de carbone et d'électrons sont toutes trois des molécules organiques. Le dioxygène joue le rôle d'accepteur final d'électrons dans le cas de la respiration aérobie, mais ce peut être aussi un ion (nitrate, sulfate, carbonate...) dans le cas de la respiration anaérobie, ou une molécule organique dans le cas de la fermentation (lactate pour la fermentation lactique, éthanol pour la fermentation alcoolique...).

Créer un site gratuit avec e-monsite - Signaler un contenu illicite sur ce site