23.4 : Écologie des protistes

Compétences à développer

• Décrire le rôle que jouent les protistes dans l'écosystème
• Décrire les principales espèces pathogènes des protistes

Les protistes exercent leurs activités dans diverses niches écologiques. Alors que certaines espèces de protistes sont des éléments essentiels de la chaîne alimentaire et des générateurs de biomasse, d'autres jouent un rôle dans la décomposition des matières organiques. D'autres protistes sont de dangereux agents pathogènes pour l'homme ou des agents responsables de maladies dévastatrices des plantes.

Producteurs principaux/sources alimentaires

Les protistes sont des sources nutritives essentielles pour de nombreux autres organismes. Dans certains cas, comme pour le plancton, les protistes sont consommés directement. Les protistes photosynthétiques produisent également de la nourriture pour d'autres organismes. Par exemple, les dinoflagellés photosynthétiques appelés zooxanthelles utilisent la lumière du soleil pour fixer le carbone inorganique. Dans cette relation symbiotique, ces protistes fournissent des nutriments aux polypes coralliens (Figure\(\PageIndex{1}\)) qui les abritent, donnant aux coraux un regain d'énergie pour sécréter un squelette de carbonate de calcium. À leur tour, les coraux fournissent au protiste un environnement protégé et les composés nécessaires à la photosynthèse. Ce type de relation symbiotique est important dans les environnements pauvres en nutriments. Sans symbiotes dinoflagellés, les coraux perdent leurs pigments algaux au cours d'un processus appelé blanchiment des coraux, et ils finissent par mourir. Cela explique pourquoi les coraux qui construisent des récifs ne résident pas dans des eaux de plus de 20 mètres de profondeur : une lumière insuffisante atteint ces profondeurs pour que les dinoflagellés puissent se photosynthétiser.

Figure\(\PageIndex{1}\) : Les polypes coralliens se nourrissent grâce à une relation symbiotique avec les dinoflagellés.

Les protistes eux-mêmes et leurs produits de photosynthèse sont essentiels, directement ou indirectement, à la survie d'organismes allant des bactéries aux mammifères (Figure\(\PageIndex{2}\)). En tant que producteurs primaires, les protistes nourrissent une grande partie des espèces aquatiques du monde. (Sur terre, les plantes terrestres servent de producteurs primaires.) En fait, environ un quart de la photosynthèse mondiale est réalisée par des protistes, en particulier des dinoflagellés, des diatomées et des algues multicellulaires.

Figure\(\PageIndex{2}\) : Pratiquement tous les organismes aquatiques dépendent directement ou indirectement des protistes pour leur alimentation. (crédit « mollusques » : modification d'une œuvre de Craig Stihler, USFWS ; crédit « crabe » : modification d'une œuvre de David Berkowitz ; crédit « dauphin » : modification d'une œuvre de Mike Baird ; crédit « poisson » : modification de l'œuvre de Tim Sheerman-Chase ; crédit « pingouin » : modification d'une œuvre d'Aaron Logan)

Les protistes ne créent pas de nourriture uniquement pour les organismes marins. Par exemple, certaines espèces de parabasalides anaérobies vivent dans le tube digestif des termites et des blattes mangeuses de bois, où elles contribuent à une étape essentielle de la digestion de la cellulose ingérée par ces insectes lorsqu'ils pénètrent dans le bois.

Agents pathogènes humains

Un agent pathogène est tout ce qui cause une maladie. Les parasites vivent dans ou sur un organisme et nuisent à celui-ci. Un nombre important de protistes sont des parasites pathogènes qui doivent infecter d'autres organismes pour survivre et se propager. Les parasites protistes comprennent les agents responsables du paludisme, de la maladie du sommeil en Afrique et de la gastro-entérite d'origine hydrique chez l'homme. D'autres agents pathogènes protistes s'attaquent aux plantes, détruisant massivement les cultures vivrières.

Espèces de Plasmodium

Les membres du genre Plasmodium doivent coloniser à la fois un moustique et un vertébré pour terminer leur cycle de vie. Chez les vertébrés, le parasite se développe dans les cellules hépatiques et infecte ensuite les globules rouges, en éclatant et en détruisant les cellules sanguines à chaque cycle de réplication asexuée (Figure\(\PageIndex{3}\)). Parmi les quatre espèces de Plasmodium connues pour infecter les humains, P. le falciparum représente 50 pour cent de tous les cas de paludisme et est la principale cause de décès liés à la maladie dans les régions tropicales du monde. En 2010, on a estimé que le paludisme avait causé entre un demi-million et un million de décès, principalement chez les enfants africains. Au cours du paludisme, P. le falciparum peut infecter et détruire plus de la moitié des cellules sanguines en circulation chez l'homme, provoquant ainsi une grave anémie. En réponse aux déchets libérés lorsque les parasites se détachent des cellules sanguines infectées, le système immunitaire de l'hôte déclenche une réponse inflammatoire massive avec des épisodes de fièvre provoquant le délire lorsque les parasites lysent les globules rouges, déversant des déchets parasitaires dans la circulation sanguine. P. Le falciparum est transmis à l'homme par le moustique africain du paludisme, Anopheles gambiae. Les techniques permettant de tuer, de stériliser ou d'éviter l'exposition à cette espèce de moustique très agressive sont essentielles à la lutte contre le paludisme.

Figure\(\PageIndex{3}\) : Il a été démontré que les globules rouges sont infectés par P. falciparum, l'agent responsable du paludisme. Sur cette image microscopique photonique prise à l'aide d'une lentille à immersion dans l'huile 100 ×, le P. falciparum en forme d'anneau se colore en violet. (source : modification de l'œuvre de Michael Zahniser ; données de la barre d'échelle de Matt Russell)

Trypanosomes

Trypanosoma brucei, le parasite responsable de la maladie du sommeil en Afrique, perturbe le système immunitaire humain en modifiant son épaisse couche de glycoprotéines de surface à chaque cycle infectieux (Figure

En Amérique latine, une autre espèce, T. cruzi, est responsable de la maladie de Chagas. T. les infections cruzi sont principalement causées par une punaise suceuse de sang. Le parasite habite les tissus du cœur et du système digestif pendant la phase chronique de l'infection, entraînant une malnutrition et une insuffisance cardiaque dues à des rythmes cardiaques anormaux. On estime que 10 millions de personnes sont infectées par la maladie de Chagas, qui a causé 10 000 décès en 2008.

Figure\(\PageIndex{4}\) : Les trypanosomes sont représentés parmi les globules rouges. (source : modification des travaux du Dr Myron G. Shultz ; données à barres d'échelle fournies par Matt Russell)

Parasites végétaux

Les parasites protistes des plantes terrestres comprennent des agents qui détruisent les cultures vivrières. L'oomycète Plasmopara viticola parasite les plants de vigne, provoquant une maladie appelée mildiou (Figure\(\PageIndex{5}\)). Plants de raisin infectés par P. le viticola paraît rabougri et a des feuilles décolorées et fanées. La propagation du mildiou a failli faire chuter l'industrie viticole française au XIXe siècle.

Figure\(\PageIndex{5}\) : L'oïdium et l'oïdium de cette feuille de vigne sont tous deux causés par une infection à P. viticola. (source : modification du travail par l'USDA)

Phytophthora infestans est un oomycète responsable du mildiou de la pomme de terre, qui provoque la décomposition des tiges et des tiges de la pomme de terre en une boue noire (Figure\(\PageIndex{6}\)). Brûlure généralisée de la pomme de terre causée par P. infestans a précipité la fameuse famine irlandaise de la pomme de terre au XIXe siècle, qui a coûté la vie à environ un million de personnes et entraîné l'émigration d'au moins un million d'autres depuis l'Irlande. Le mildiou continue de sévir sur les cultures de pommes de terre dans certaines régions des États-Unis et de la Russie, détruisant jusqu'à 70 pour cent des cultures lorsqu'aucun pesticide n'est appliqué.

Figure\(\PageIndex{6}\) : Ces résidus peu appétissants sont le résultat d'une infection par P. infestans, l'agent responsable du mildiou de la pomme de terre. (crédit : USDA)

Agents de décomposition

Les sasondes protistes ressemblant à des champignons sont spécialisées pour absorber les nutriments contenus dans les matières organiques non vivantes, telles que les organismes morts ou leurs déchets. Par exemple, de nombreux types d'oomycètes se développent sur des animaux morts ou des algues. Les protistes saprobes ont pour fonction essentielle de renvoyer les nutriments inorganiques au sol et à l'eau. Ce processus permet la croissance de nouvelles plantes, qui à leur tour fournissent de la nourriture à d'autres organismes tout au long de la chaîne alimentaire. En effet, sans les espèces sasondes, telles que les protistes, les champignons et les bactéries, la vie cesserait d'exister à mesure que tout le carbone organique serait « immobilisé » dans les organismes morts.

Résumé

Les protistes agissent à plusieurs niveaux du réseau alimentaire écologique : en tant que producteurs primaires, en tant que sources alimentaires directes et en tant que décomposeurs. De plus, de nombreux protistes sont des parasites des plantes et des animaux qui peuvent provoquer des maladies humaines mortelles ou détruire de précieuses récoltes.