Le Mystère des Diatomées


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Le Mystère des Diatomées

Messagede 6le20 » 27 Déc 2017 05:33

Bonjour à tous !

A force de regarder des diatomées bouger dans les oculaires, j’ai emmagasiné un certain nombre de questions et de réflexions que je vous livre ici sans trop de mise en forme. N’y voyez que l’expression de l’étendue de mon ignorance et n’hésitez pas à me corriger.


Une Diatomée, c’est tout d’abord un squelette de verre en forme de boite munie d’un couvercle recouvrant, l’ensemble étant percé d’une myriade de lumières : l’organisation géométrique de ces orifices étant en grande partie à l’origine de la beauté qui nous fascine tant.
Dans cette boite il y a une cellule munie de deux types de moteur : des chloroplastes qui transforment la lumière en sucres, ainsi qu’un moteur à oxygène, second type de centrale énergétique qui transforme l’oxygène en énergie métabolique (ATP), une mitochondrie, ainsi qu’un certains nombres d’organites divers.
Quelle est dans cette organisation, la partie de la diatomée qui fabrique le mucus ? Mystère !


Une Diatomée qui rampe sur la petite valve, ramperait-elle sur la grande si on la retournait ? Et vice-versa…
Le mucus qui les propulse ne sort que sur la valve inférieure, sinon il formerait un amas collant sur le dessus qui se verrait en agglomérant des cochonneries au passage, ce qui n’est pas le cas, puisque lorsqu’il y a fabrication d’un amas muqueux sous forme de gaine, il est visible au microscope

Qu’est-ce qui fabrique le mucus ?
Pourquoi ne sort il pas aussi par le toit ?
Comment change-t-elle de direction, partant en marche arrière instantanément ?

Trous verticaux = mouvement vertical, trous inclinés = déplacement dans le sens opposé à l’inclinaison. Propulsion = poussée par l’arrière. Il y a donc un choix binaire dans l’expulsion du mucus.
Les frustules sont généralement symétriques. Il est donc légitime de supposer les l’inclinaison éventuelles des lumières d’expulsion du mucus le sont aussi. Ces changement de direction instantanés pourrait être le résultat d’une mise en pression de l’extrémité opposée, ce qui supposerait un système d’expulsion par quart : deux inférieurs, deux supérieurs…

Pourquoi les Fragillaria en ruban, ou les Cymbella en tube, rampent quand elles sont devenues solitaires ? Le mucus entre les individus pourrait faciliter la souplesse des algues en ruban, ou en tube. Une organisation coloniale composée d’individus pouvant parfaitement devenir totalement autonomes.
A ce sujet les Cymbella Encyonema figurés ici par Michel sont très parlantes : on voit sur l’image du lien des individus en cours de division et deux d’entre eux sont en train d’étirer le tube pour se mettre en file, tête bêche, comme on les rencontre habituellement.


Qu’un mollusque rampe sur la peau du monde pour en brouter le film organique, c’est tout à fait cohérent. Mais les Diatomées rampent dans quel but ? Pas celui de brouter le dit film organique, puisqu’elles sont le film organique !
Pourquoi cet excès d’énergie qui les fait bouger constamment ? Un mécanisme qui leur permet d’optimiser leur besoin de lumière les préservant d’un recouvrement pénalisant ?

Arghhh…, le mystère de ces algues si mobiles…, si élaborées, si complexes dans leur simplicité… Car il s’agit bien de simplicité dans ces adaptations qui traversent les millions d’années. Elles ont trouvé des solutions il y a très longtemps, depuis la fin du permien si j’en crois les phylogénistes cités par Wikipedia. Les diatomées centrales sont apparues il y a 150 Ma (limite Jurassique/Crétacé), les pennales il y a 70 Ma (limite Crétacé/Tertiaire) et les pennales avec raphé 20 Ma plus tard (Crise Ilerdienne).Elles sont devenues depuis les principales constituantes du plancton marin et d'eau douce.

Francis Hallé me dit qu’il faut penser le monde comme une plante pour comprendre les plantes. Mais penser comme une diatomée… est un peu au-delà de mes possibilités car j’en sais trop peu…

Il ne me reste plus qu’à continuer d’accumuler des observations, les yeux rivés aux oculaires… et à lancer cette bouée pour bénéficier des vôtres !
:D
Amicalement

Sylvain
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Re: Le Mystère des Diatomées

Messagede michelflashman » 27 Déc 2017 07:10

Bonjour camarade de voyage !!

le voyage n'est pas que dans le moyen de se véhiculer !

il y a aussi le voyage Naturaliste , et l'observation des diatomées est en bonne place .

un peu comme en astrophysique, sujet qui m'intéresse aussi , le mystère qui entoure les diatomées me satisfait pleinement.

Unicellulaire elles sont ! a travers les temps géologique elles sont passées , leur métabolisme extraordinaire , pour un vivant unicellulaire , c'est incompréhensible !!

Remarque que des êtres multicellulaires que je connais bien , avec leurs milliards de neurones, essais désespérément de tout comprendre sans s'apercevoir que la branches sur laquelle ils sont assis et en train de se rompre et qu'ils en sont en grande parti responsable .

Ces êtres multi neurones, que feraient ils de toutes ces connaissances , de nouvelles armes ?? comme avec les nanos !

Ensuite, que pouvons nous connaitre, quelle est notre degré de compréhension , que savons nous actuellement , 50% du compréhensible possible pour nos neurones ou 0,0001 %, la encore un grand mystère . je doute fort que le temps nous laisse la possibilité de chercher a comprendre sur des temps géologique , contrairement aux diatomées !!

Ne me crois pas défaitiste ! tout au contraire, je déborde d 'un optimisme réaliste, nous faisons parti d'un tout qui nous dépasse totalement, comme a dit Hubert R.. NOUS SOMMES POUSSIÈRES D'ETOILES, n'est ce pas merveilleux .

Les atomes qui nous composent sont nés il y a quelques milliards d'années au sein des étoiles naissantes ! la nous retournerons .

En attendant, sachons apprécier toutes ces beautés que nous offre la nature a l'égal de l'enfant qui découvre un lézard coloré ! cela peut paraitre égoïste mais le gouvernail de l'immense navire qui nous mène est inaccessible.


un grand merci pour ton sujet
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Re: Le Mystère des Diatomées

Messagede michelflashman » 27 Déc 2017 07:48

J'ai trouvé cela sur Gogol

Capture.JPG
l’holocène fait danser !!
Exif et Meta MicroCartouche Capture.JPG (178.94 Kio) Vu 7690 fois
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Re: Le Mystère des Diatomées

Messagede Daniel » 27 Déc 2017 11:13

Bonjour Sylvain,
bravo pour tes questions. Elles n'ont que des réponses partielles dans la littérature que j'ai en mémoire et restent de vraies questions pour moi.
Effectivement, le déplacement des diatomées semble lié à une sécrétion de mucus.
6le20 a écrit:Quelle est dans cette organisation, la partie de la diatomée qui fabrique le mucus ? Mystère !
Chez les pluricellulaires, le mucus est produit par des cellules particulières regroupées en glandes. Elles ont un appareil de Golgi et un réticulum endoplasmique développé. D'ou une nouvelle question pour ceux qui ont accès à la littérature illustrée au microscope électronique: Chez les diatomées, a t on pu mettre en évidence ces organites, plus spécifiquement responsables de la production de mucus?

6le20 a écrit:Qu’est-ce qui fabrique le mucus ?
Pourquoi ne sort il pas aussi par le toit ?
Comment change-t-elle de direction, partant en marche arrière instantanément ?
J'ai lu que le mucus sort par les pores de la frustule et particulièrement au niveau du raphé.
Le changement de direction ne pourrait il pas être aléatoire à partir des mèmes orifices? à la façon des changements de coté d'écoulement d'un filet d'huile visqueuse qui entre en contact avec le fond d'un récipient?

6le20 a écrit:Mais les Diatomées rampent dans quel but ?
A mon avis, elles n'ont pas de but car elles ne pensent pas. Lorsque Francis Hallé parle de pensée des arbres, c'est une image, une image poètique à la limite. Les biologistes n'accepteront de penser les diatomées que comme des systèmes déterminés par leur environnement. Le mucus est il un sous produit métabolique? Le déplacement donne t il un avantage en terme d'énergie lumineuse reçue?
...

Hello Michel, voyageur camping cariste et philosophique,
Nous sommes, nous naturalistes, des voyageurs par essence, à l'exemple de Darwin qui fait un tour du monde , puis reste des années dans sa propriété pour réfléchir, classer ses collections, écrire et correspondre avec ses pairs...
A mon avis, peu importe que nous humains, connaissions une minime fraction ou une grande partie des connaissances accessibles (ne sont elles pas infinies d'ailleurs?), ce qui compte c'est que nos connaissances se sont continuellement agrandies au fil du temps et si individuellement nous ne pouvons beaucoup accroitre ces connaissances, J'ai l'espoir que les sciences progressent dans notre espèce le plus long temps possible, autant de temps que n'ont existé les diatomées car au dela des poussières d'étoiles, nous sommes aussi avec les diatomées une branche du vivant donc pourquoi ne nous attribuer que 5000ans depuis l'invention de l'écriture, n'existons nous pas comme homininés depuis des millions d'années, et comme vivant depuis des milliards d'années?
Mon optimisme est juste tempéré par une crainte issue de la science fiction: saurons nous garder notre indépendance par rapport aux machines "pensantes"?

C'est vrai que incapables de tout maitriser, nous nous offrons le plaisir pendant notre vie de côtoyer un maximum de beautés et de connaissances. Mais mème lorsque le vent est fort, quelques coups de rame peuvent (laissent au moins l'espoir de ) changer la trajectoire...

Au lieu de plaisanter sur les sens non géologiques de l'Holocène, il faudrait peut être ouvrir un topic sur l'anthropocène, terme de philosophe qui a fait réagir les géologues ces derniers temps et qui pose des problèmes de définition sédimentaire rigoureuse.
En tout cas, lors de ma dernière sortie géologique avec la SGA, nous avons observé une lentille de quelques centaines de mètres de terrains que l'on pourrait attribuer à cette période:
Scories_9894r.jpg
Exif et Meta MicroCartouche Scories_9894r.jpg (141.8 Kio) Vu 7648 fois
Il s'agit de remblais artificiels, de scories issues du traitement de minerais de fer par du lignite récolté dans le sud de l'Ardèche, dans le prolongement nord du bassin tertiaire d'Alès. Non loin de la, subsistent des vestiges de l'exploitation d'asphalte et de calcaires lacustres asphaltiques.
ExplAsphalte_9881r.jpg
Exif et Meta MicroCartouche ExplAsphalte_9881r.jpg (93.23 Kio) Vu 7645 fois
Les batiments d'exploitation à coté sont maintenant des friches industrielles taggées ou recyclées en ateliers d'artisans.

L'exploitation de ces lignites et asphaltes puis son arrêt au siècle dernier est il un mouvement de va et vient comparable au déplacement d'une diatomée, s'agit il simplement de turbulence d'une histoire sans pilote?
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Re: Le Mystère des Diatomées

Messagede 6le20 » 28 Déc 2017 09:18

Bonjour et merci de votre intérêt...

Daniel a écrit:
6le20 a écrit:Mais les Diatomées rampent dans quel but ?
A mon avis, elles n'ont pas de but car elles ne pensent pas. Lorsque Francis Hallé parle de pensée des arbres, c'est une image, une image poètique à la limite. Les biologistes n'accepteront de penser les diatomées que comme des systèmes déterminés par leur environnement. Le mucus est il un sous produit métabolique? Le déplacement donne t il un avantage en terme d'énergie lumineuse reçue?

Bien sur Daniel, c'est une façon de parler...
Néanmoins cette mobilité qui alterne marche avant/arrière est un comportement qui découle d'une cause, comportement qui a été retenu par la sélection naturelle et qui devrait donc procurer un avantage.
Les Diatomées à raphé ayant connu un grand succès depuis leur apparition au point d'être dominantes aussi bien en eaux douces qu'en mer, il est probable que cette translation sur tapis de mucus leur procure un avantage.
La suggestion d'un mouvement engendré simplement par effet "mécanique" comme un tapis huileux mérite d'être gardé en mémoire. Malheureusement je ne m'y connais pas assez en ce domaine de la mécanique des fluides.

Je persiste à penser que l'orientation/inclinaison des pores joue un rôle propulsif dans le mouvement. Les images au MEB semblent confirmer cette inclinaison.

Je dois cesser là, A+
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Re: Le Mystère des Diatomées

Messagede 6le20 » 28 Déc 2017 15:47

Je continue...

Il n'est pas du tout exceptionnel de voir une diatomée changer de direction (toujours avant/arrière) sans qu'il y ait d'obstacle... Autant je pourrais comprendre que la confrontation à un "mur" initie une sorte de retournement du système propulsif ce qui rendrait la théorie "huileuse" crédible, autant les cas de changement spontané si communs me semblent l'infirmer.


Et puis cette reptation, n'est pas molle, elle donne une impression de mouvement vigoureux... :grat:
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Re: Le Mystère des Diatomées

Messagede michelflashman » 28 Déc 2017 18:28

J'ai souvent vu des diatomees se mettre a la vertical !! Sur les lames a depression qui ont u e certaine hauteur d'eau.
J'ai meme des videos de cela et aussis des diatomees en colonies fixé aux extremités se deplacer ensemble de façon coordonnees avec une grappe de diatomees qui coulissent les une sur les autres pour former un ensemble ralongant et diminuant dans leurs deplacement.
J'ai aussi des videos que je ne sais comment mettre sur le forum ?

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Re: Le Mystère des Diatomées

Messagede Daniel » 28 Déc 2017 19:04

Aiguillé par les questions de Sylvain, j'ai consulté dans ma bibliothèque, le chapitre Bewegung du livre "Kieselalgen" de Krammer. Il renvoie à une publication de 1983
The mechanism of diatom locomotion. I. An ultrastructural study of the motility apparatus
Lesley A. Edgar, J. D. Pickett-Heaps

Published 22 June 1983

Elle est disponible sur le Web à cette adresse

Il y a de nombreuses images MET réalisées sur l'espèce Navicula cuspidata et des schémas illustrant un mécanisme explicatif avec sécrétions de substances mucilagineuses agissant "comme les chenilles d'un bulldozer".
C'est à lire en détail.
Je n'ai pas bien vu pour l'instant d'explication aux changements brutaux de direction que l'on observe fréquemment. Il faudrait pour cela que la diatomée dispose de "tuyères" à mucus orientées dans des directions opposées alors qu'il semble que les orifices sont juste perpendiculaires au frustule...

Les images de Michelflashman de colonies reliées par du mucus montrent l’intérêt des observations sur le vivant.
Je serais curieux d'en savoir plus aussi sur les différents modes d'associations dans cette gangue de mucus et de séparations pour une vie isolée...
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Re: Le Mystère des Diatomées

Messagede Bernard-J » 28 Déc 2017 21:48

Bonsoir,

@Sylvain: merci d'avoir amené ce sujet propice à de bonnes réflexions. Il m'interpelle aussi. Et c'est typique, nous pouvons voir ces diatomées régulièrement et ne penser qu'aux identifications et non aux nombreux mystères qui nous crèvent pourtant les yeux. Je vais donc élaborer une vidéo si possible didactique sur ce sujet quand j'aurai assez de matériel ;)

@ Daniel: Merci pour cette publi et tes commentaires.
Concernant le mécanisme de la mobilité des diatomées, il y a plusieurs hypothèses et il semble bien que celle de Lesley Edgar and Jeremy Pickett-Heaps (1983) soit la dernière. Ce lien rapporte les différentes hypothèses:
https://embryogenesisexplained.org/2015/09/15/diatom-motility-explosive-breakthrough-in-understanding/

@MIchel
J'ai souvent vu des diatomees se mettre a la vertical !! Sur les lames a depression qui ont u e certaine hauteur d'eau.
J'ai meme des videos de cela et aussis des diatomees en colonies fixé aux extremités se deplacer ensemble de façon coordonnees avec une grappe de diatomees qui coulissent les une sur les autres pour former un ensemble ralongant et diminuant dans leurs deplacement.
J'ai aussi des videos que je ne sais comment mettre sur le forum ?

Merci! Je n'avais jamais vu cela. C'est vraiment intrigant ! Voici une vidéo du phénomène:
https://www.youtube.com/watch?v=NvHF-YjDZBo

La raison de ces déplacements pourrait être de trouver rapidement les endroits les plus propices dans l'environnement,.. mais j'ai lu que ces mouvements ne se font qu'avec la lumière. Bon, le jour suffit-il ?

Concernant les changements de direction brusques et position verticale,.. cela me rappelle nos échanges sur les Closteria !
Par chance, j'ai attrapé une diatomée dans un de mes bocaux cet après-midi, après le commentaire de Daniel et elle a bien voulu faire sa démo. La vidéo n'est pas superbe, la prép trop épaisse, m'enfin c'est juste pour la documentation. J'imagine bien ce changement de direction comme celui des Closteria. Il y a éventuellement des fibres contractiles dans le cylindre de mucus à la sortie qui se contractent différemment, d'où un mouvement "twist".



@Michel: Si tu veux insérer une vidéo sur ce forum, il n'y a qu'une solution, c'est la mettre d'abord sur youtube ou dailymotion. Pour la suite je peux t'aider.
Amicalement - Bernard
https://www.microbiolvideos.ch
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Re: Le Mystère des Diatomées

Messagede 6le20 » 29 Déc 2017 09:38

Bonjour à tous et merci de votre intérêt pour ce sujet. J'en sais déjà plus.

Je vais lire la publication donnée par Daniel et j'y reviendrai.
Amicalement

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