23.2 : Caractéristiques des protistes

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Compétences à développer

Décrire les caractéristiques de la structure cellulaire des protistes
Décrire la diversité métabolique des protistes
Décrire la diversité du cycle de vie des protistes

Plus de 100 000 espèces vivantes de protistes sont décrites, et on ne sait pas exactement combien d'espèces non décrites peuvent exister. Étant donné que de nombreux protistes vivent en tant que commensaux ou parasites dans d'autres organismes et que ces relations sont souvent spécifiques à l'espèce, il existe un énorme potentiel de diversité protiste qui corresponde à la diversité des hôtes. En tant que terme générique désignant les organismes eucaryotes qui ne sont pas des animaux, des plantes ou des champignons, il n'est pas surprenant que très peu de caractéristiques soient communes à tous les protistes.

Structure cellulaire

Les cellules des protistes sont parmi les plus élaborées de toutes. La plupart des protistes sont microscopiques et unicellulaires, mais il existe de véritables formes multicellulaires. Quelques protistes vivent en colonies qui se comportent d'une manière ou d'une autre comme un groupe de cellules libres et, d'autre part, comme un organisme multicellulaire. D'autres protistes sont composés d'énormes cellules uniques multinucléées qui ressemblent à des gouttes amorphes de boue ou, dans d'autres cas, à des fougères. En fait, de nombreuses cellules protistes sont multinucléées ; chez certaines espèces, les noyaux sont de tailles différentes et jouent un rôle distinct dans le fonctionnement des cellules protistes.

La taille des cellules protistes individuelles varie de moins d'un micromètre à trois mètres de long, voire de plusieurs hectares. Les cellules protistes peuvent être enveloppées par des membranes cellulaires de type animal ou par des parois cellulaires de type végétal. D'autres sont enveloppés dans des coques vitreuses à base de silice ou recouverts de pellicules de bandes protéiques imbriquées. La pellicule fonctionne comme une armure souple, empêchant le protiste d'être déchiré ou percé sans compromettre son amplitude de mouvement.

Le métabolisme

Les protistes présentent de nombreuses formes de nutrition et peuvent être aérobies ou anaérobies. Les protistes qui stockent de l'énergie par photosynthèse appartiennent à un groupe de photoautotrophes et se caractérisent par la présence de chloroplastes. D'autres protistes sont hétérotrophes et consomment des matières organiques (telles que d'autres organismes) pour se nourrir. Les amibes et certaines autres espèces de protistes hétérotrophes ingèrent des particules par un processus appelé phagocytose, au cours duquel la membrane cellulaire engloutit une particule alimentaire et l'amène vers l'intérieur, pinçant un sac membraneux intracellulaire, ou vésicule, appelé vacuole alimentaire (Figure\(\PageIndex{1}\)). La vésicule contenant la particule ingérée, le phagosome, fusionne ensuite avec un lysosome contenant des enzymes hydrolytiques pour produire un phagolysosome, et la particule alimentaire est décomposée en petites molécules qui peuvent se diffuser dans le cytoplasme et être utilisées dans le métabolisme cellulaire. Les restes non digérés sont finalement expulsés de la cellule par exocytose.

Dans cette illustration, une cellule eucaryote est représentée en train de consommer une particule alimentaire. Lorsque la particule alimentaire est consommée, elle est encapsulée dans une vésicule. La vésicule fusionne avec un lysosome et les protéines contenues dans le lysosome digèrent la particule alimentaire. Les déchets non digestibles sont éjectés de la cellule lorsqu'une vésicule exocytaire fusionne avec la membrane plasmique. — Figure\(\PageIndex{1}\) : Les étapes de la phagocytose incluent l'engloutissement d'une particule alimentaire, la digestion de la particule à l'aide d'enzymes hydrolytiques contenues dans un lysosome et l'expulsion des matières non digérées de la cellule.

Les sous-types d'hétérotrophes, appelés sasondes, absorbent les nutriments des organismes morts ou de leurs déchets organiques. Certains protistes peuvent agir comme des mixotrophes et se nourrir par des voies photoautotrophes ou hétérotrophes, selon que la lumière solaire ou les nutriments organiques sont disponibles.

Motilité

La majorité des protistes sont mobiles, mais différents types de protistes ont développé des modes de mouvement variés (Figure\(\PageIndex{2}\)). Certains protistes ont un ou plusieurs flagelles, qu'ils font pivoter ou fouettent. D'autres sont recouverts de rangées ou de touffes de minuscules cils qu'ils battent de façon coordonnée pour nager. D'autres encore forment des extensions cytoplasmiques appelées pseudopodes n'importe où sur la cellule, ancrent les pseudopodes à un substrat et se tirent vers l'avant. Certains protistes peuvent se rapprocher ou s'éloigner d'un stimulus, un mouvement appelé taxis. Le mouvement vers la lumière, appelé phototaxie, s'effectue en associant leur stratégie de locomotion à un organe photosensible.

La partie a montre un paramécium en forme de chaussure, recouvert de cils fins ressemblant à des poils. La partie b montre une amibe de forme irrégulière avec de longues extensions de cytoplasme dépassant du corps principal. Les extensions sont appelées pseudopodes. La partie c montre une Euglena ovale, dont l'extrémité avant est étroite. Un long flagelle en forme de fouet dépasse de l'extrémité arrière. — Figure\(\PageIndex{2}\) : Les protistes utilisent différents moyens de transport. (a) *Paramecium* agite des appendices ressemblant à des cheveux appelés cils pour se propulser. (b) L'*amibe* utilise des pseudopodes ressemblant à des lobes pour s'ancrer sur une surface solide et se tirer vers l'avant. (c) *Euglena* utilise une queue semblable à un fouet appelée flagelle pour se propulser.

Cycles de vie

Les protistes se reproduisent par divers mécanismes. La plupart subissent une forme de reproduction asexuée, telle que la fission binaire, pour produire deux cellules filles. Chez les protistes, la fission binaire peut être divisée en fission transversale ou longitudinale, selon l'axe d'orientation ; Paramecium utilise parfois cette méthode. Certains protistes, tels que les véritables moisissures visqueuses, présentent de multiples fissions et se divisent simultanément en de nombreuses cellules filles. D'autres produisent de minuscules bourgeons qui se divisent et atteignent la taille du protiste parental. La reproduction sexuée, impliquant la méiose et la fécondation, est courante chez les protistes, et de nombreuses espèces de protistes peuvent passer de la reproduction asexuée à la reproduction sexuée si nécessaire. La reproduction sexuée est souvent associée à des périodes d'épuisement des nutriments ou de changements environnementaux. La reproduction sexuée peut permettre au protiste de recombiner les gènes et de produire de nouvelles variantes de descendance qui peuvent être mieux adaptées à la survie dans le nouvel environnement. Cependant, la reproduction sexuée est souvent associée à des kystes résistants qui constituent un stade protecteur au repos. Selon leur habitat, les kystes peuvent être particulièrement résistants aux températures extrêmes, à la dessiccation ou à un faible pH. Cette stratégie permet également à certains protistes d' « attendre » que les facteurs de stress disparaissent jusqu'à ce que leur environnement devienne plus favorable à la survie ou qu'ils soient transportés (par le vent, l'eau ou le transport sur un organisme plus gros) vers un environnement différent, car les kystes ne présentent pratiquement aucun métabolisme cellulaire.

Les cycles de vie des protistes vont de simples à extrêmement élaborés. Certains protistes parasites ont des cycles de vie compliqués et doivent infecter différentes espèces hôtes à différents stades de développement pour terminer leur cycle de vie. Certains protistes sont unicellulaires sous forme haploïde et multicellulaires sous forme diploïde, une stratégie employée par les animaux. D'autres protistes ont des stades multicellulaires sous forme haploïde et diploïde, une stratégie appelée alternance de générations qui est également utilisée par les plantes.

Les habitats

Presque tous les protistes vivent dans un type d'environnement aquatique, y compris des environnements d'eau douce et marins, des sols humides et même de la neige. Plusieurs espèces de protistes sont des parasites qui infectent les animaux ou les plantes. Quelques espèces de protistes vivent d'organismes morts ou de leurs déchets et contribuent à leur décomposition.

Résumé

Les protistes sont extrêmement divers du point de vue de leurs caractéristiques biologiques et écologiques, en partie parce qu'ils constituent un assemblage artificiel de groupes phylogénétiquement non apparentés. Les protistes présentent des structures cellulaires très variées, plusieurs types de stratégies de reproduction, pratiquement tous les types de nutrition possibles et des habitats variés. La plupart des protistes unicellulaires sont mobiles, mais ces organismes utilisent diverses structures pour le transport.

Lexique

mixotrophe: organisme qui peut se nourrir par des moyens autotrophes ou hétérotrophes, généralement de manière facultative

pellicule: revêtement cellulaire externe composé de bandes protéiques imbriquées qui fonctionnent comme une couche d'armure souple, empêchant les cellules d'être déchirées ou percées sans compromettre leur amplitude de mouvement

phagolysosome: corps cellulaire formé par l'union d'un phagosome contenant la particule ingérée avec un lysosome contenant des enzymes hydrolytiques