Commensalisme et symbiose (Exposé – SVT – Collège/Lycée)

« d'un champignon (généralement de la classe des ascomycètes) et d'une algue (verte ou bleue).

Le champignon forme un réseau de filaments cloisonnés, les hyphes, dans les mailles duquel se trouve l'algue, sous la forme de cellules chlorophylliennes appelées gonidies.

Les hyphes absorbent et retiennent l'eau et les sels minéraux et produisent du gaz carbonique que les gonidies utilisent au cours de la photosynthèse.

Le réseau du champignon (thalle) protège les gonidies contre le manque d'eau, et le champignon profite des substances organiques et de l'oxygène élaborés par l'algue grâce à la photosynthèse.

Cette association symbiotique permet au lichen de se fixer sur des supports divers (rochers, pierres, écorce des arbres) et de résister au froid et à la sécheresse.

On connaît environ 16 ooo espèces de lichens.

• Autre exemple d'association symbiotique vitale (mais à terme, fatale), cette fois à la frontière des règnes animal et végétal : celle d'un ver plathelmlnthe ( Convoluta roscoffensif) et d'une algue verte de la classe des chlorophycées.

Ce petit ver plat mesurant entre 1 et 6 mm de long et vivant dans le sable des plages, absorbe l'algue qui lui fournit des composés organiques et qui reçoit en échange du carbone minéral.

Pendant que le ver poursuit sa croissance et se nourrit normalement , les algues se multiplient dans ses tissus et dans ses œufs , ce qui assure la pérennité de l'association même si l'intestin du ver finit par dégénérer.

Le plathelminthe ne vit alors que grâce à la photosynthèse des algues vertes auxquelles il fournit en retour des substances azotées .

Lorsque ces dernières sont épuisées.

les algues meuren~ le ver se décolore peu à peu et a juste le temps de pondre avant de mourir à son tour .

Pourtant , si l'algue peut être cultivée hors de son hôte , celui -ci ne peut survivre sans son symbionte .

• Autre exemple particulier de symbiose entr e un animal et un végétal , celui des champignons et certains termites .

Ceu x-ci " cultivent » des basidiomycètes sur des meules faites de boulettes de bois mâché.

Le champignon se développe en attaquant la lignine de la meule dont il libère la cellulose et agit sur la composition du matériau qu'il rend digestible par le termite.

• De même , beaucoup de plantes, lorsqu 'elles sont implantées dans un environnement relativement hostile , ne peuvent subsister que grâce à l'a ssociation symbiotique de leurs racines avec des bactéries ou des champignons .

Ainsi , les légumineuses (pois , trefles , luzerne, etc.) portent sur leurs racines des nodosités dues à la présence de bactéries fixatrices d'azote.

Grâce à elles, la plante peut survivre dans un sol pauvre en nitrates et en sels ammoniacaux .

En retour, les racines de la plante sécrètent une substance qui stimule le développement des bactéries.

UNE PROTECTION CONTRE LES PRÛIATEURS Le milieu océanique offre de nombreux exemples de symbiose visant à la protection ou au camouflage .

• Parmi eux, le plus fréquent est sans aucun doute celui des anémones.

En elfe~ ces dernières collaborent avec de nombreuses espèces différentes : gobies, crevettes, crabes, petits poissons ...

Tous ces individus vivent à proximité ou à l'intérieur même de l'anémone afin de profiter de l'efficace protection que leur fournissent ses tentacules urticants contre lesquels ils sont généralement immunisés.

En contrepartie , l'anémone profite du brassage incessant de l'eau qui lui apporte oxygène et particules alimentaires.

On peut citer le cas de l'amphiprion , plus connu sous le nom de poisson - clown .

Le même type de relation existe entre le poisson -cardinal et l'oursin .

• L'alliance symbiotique entre certaines crevettes et le gobie est également intéressante : les crevettes creusent dans le sable un abri qu'elles partagent avec le gobie.

Pour les " récompenser », celui-ci "monte la garde» à l 'entrée du trou .

Placée au fond de l'abri, la crevette reste , grâce à ses longues antennes, toujours en contact avec le gobie qui, en cas de danger en avertit immédiatement son partenaire en effectuant un rapide battement de nageoires .

Même en dehors du trou, la crevette reste à proximité du gobie afin de percevoir les signaux d 'avertissement.

• Une association symbiotique particulièrement surprenante existe aussi entre deux espèces pourtant très éloignées : Heteropsammia , un corail vivant dans le sable ne peut en effet exister que grâce à un ver marin (siponcle ) qui vit à la base calcaire de son squelette .

Le siponcle procure au corail un moyen de déplacement efficace en le " portant » au-dessus du sable et le protège en évitant qu'il ne s'enlise ou en le remettant debout lorsqu 'il tombe.

En contrepartie , le ver profite à son tour de la protection offerte par le corail.

• C'est en revanche la gourmandise qui pousse certaines fourmis à partager leur habitat avec des pucerons.

Particulièrement friandes de mi ella~ liquide riche en sucre et en acides aminés produit par les pucerons , elles protègent attentivement ces derniet> : elles les lavent les réchauffent les nourrissent prennent soin de leurs œufs, et vont même jusqu'à les élever pour en récolter l'excrétion sirupeuse .

Par ailleurs ce sont les fourmis elles­ mêmes qui provoquent chez le puceron la sécrétion du miellat grâce à un contact de leurs pattes ou de leurs antennes.

C'est la raison pour laquelle on a souvent dit que les fourmis étaient capables de " traire » les pucerons .

UNE PROTECTION CONTliE LES INFECTIONS ET LES PARASITES Une catégorie de symbiose très répandue est celle où l'une des deux espèces, en échange du service que lui offre son hôte (protection ou nourriture), nettoie son partenaire et se nourrit des parasites qui le recouvrent.

C'est le cas de nombreux poissons .

• Un exemple connu de poisson nettoyeur est celui du labre (Labroides dimidiatus) .

Parfois, les deux espèces semblent véritablement communiquer entre elles : ainsi Nosa topeinosomo change de couleur et devient bleu clair lorsqu'il veut être nettoyé .

Ce changement d'apparence est à la fois un signal à destination du ou des nettoyeurs et le moyen de rendre visibles les parasites.

Le poisson hôte peut aussi adopter une posture inclinée en arrière , écarter ses nageoires pectorales ou ouvrir sa gueule lorsque le nettoyeur exerce une pression sur la commissure des lèvres afin d 'y pénétrer .

Lorsque l 'hôte veut respirer largement , il ferme légèrement sa bouche afin de faire comprendre à son nettoyeur qu'il doit en sortir.

De son côté, le labre nettoyeur se pare d'une robe à rayures noires sur fond jaune ou bleu qui est " reconnue » par tous les poissons vivant dans les récifs coralliens.

En outre, lorsqu 'il s'approche de son "hôte», il se fait reconnaître par une danse caractéristique.

• Cette relation symbiotique e st également très fréquente sur terre .

Le pluvier d'Égypte ou le pique-boeufs soulagent les gros animaux des insectes, larves , tiques et autres parasites qui couvrent leurs corps .

Ils vont même jusqu 'à nettoyer les plaies de leurs hôtes .

• Dans les îles Galapagos , ce sont les pinsons de Darwin qui tiennent ce rôle et nettoient les iguanes marins, terrestres ou encore les tortues.

Là encore, il semble qu'il existe une sorte de communication entre les espèces puisque les iguanes terrestres et les tortues adoptent une position particulière lorsqu'ils aperçoivent un pinson et qu'ils veulent être nettoyés.

L'iguane a alors tendance à se dresser sur ses pattes tandis que la tortue tend le cou afin que le pinson puisse accéder aux plis de sa peau .

Dans la plupart des cas, ces interactions symbiotiques procurent au nettoyeur éléments nutritifs et protection .

LE R0LE DES BACTtRIES Des bactéries symbiotes sont indispensables à certains animaux phytophages (coléoptères, hétéroptères ...

) pour digérer des substances comme la lignine ou la cellulose.

Les micro­ organismes sont hébergés, selon les espèces, dans différents endroits de l'intestin.

Le cas le plus surprenant est sans doute celui des bactéries bioluminescentes .

On en rencontre dans tous les habitats marins .

Certaines de ces bactéries vivent parfois en symbiose avec leut> hôtes.

Chez certaines espèces de céphalopodes et de poissons téléostéens, les bactéries sont logées dans des organes spécifiques d'où elles émettent une lumière continue .

• Chez certains Céphalopodes la lumière est produite dans des glandes situées dans la cavité du manteau, à proximité du sac d'encre.

Un calmar de l'espèce Euprymna seo/opes possède un organe capable de produire de la lumière grâce à des bactéries luminescent es de l'espèce Vibrio fischeri .

Le fait de produire une lumière diffuse et mouvante constitue une protection efficace contre de nombreux prédateurs .

• Parmi les poissons lumineux littorau x.

I'Anomalops kaptotron et le Photoblepharon palpebratus se rencontrent dans les mers indonésiennes.

Un autre poisson luminescent de cette famille , Krytophanaron alfredi, habite la mer Cara"tbe.

Sous chaque œil, un grand organe lumineux ovale renferme une glande composée de nombreux tubes parallèles.

Ces tubes , bien irrigués de sang.

contiennent des bactéries lumineuses .

Les " poissons -pomme de pin » , possèdent une paire d'organes lumineux sous la mâchoire inférieure De même , certains poissons-cardinaux et perches de mer argentées sont lumineux.

La glande lumineuse, qui contient des bactéries, est interne et munie d'un réflecteur.

Les muscles voisins sont généralement translucides et jouent le rôle de lentille .

Des cellules à pigment noir semblent régler l'éclat des lumières.

Une glande contenant des bactéries luminescentes se remarque également chez des poissons-pêcheurs , et notamment chez le Ceratias (ceratide bathypélagique) à la hauteur de la nageoire dorsale.

DE LA RELATION À LA COMMUNICATION INTERSPECIFIQUE Commensalisme et symbiose sont deux types d'associations qui ont la particularité d'être totalement et exclusivement pacifiques.

Même s'il est parfois difficile de distinguer les différences qui existent entre certaines symbioses et certains cas de parasitisme, l'entente, la cohérence et la cohabitation paraissent être les caractéristiques essentielles de ces deux formes de comportement • Une organisation précise et définie paraît régir ces deux genres d'associations interspécmques à tel point que les cas où l'un des deux individus en présence « transgresse » les règles sont extrêmement rares .

Ces associations pacifiques constituent donc une partie des bases sur lesquelles reposent les sociétés animales ou végétales et dictent le comportement que doivent adopter certaines espèces .

• Mais plus encore que l'attitude d'une espèce vis-à-vis d'une autre, la symbiose et le commensalisme semblent démontrer l'e xistence d'un véritable ordre naturel au sein duquel existe une certaine forme de communication entre espèces comme tendent à le montrer certains signaux sonores et tactiles ou certaines postures au cours de " séances de nettoiement ».

-Si les espèces coopèrent l'évolution ne peut pas prévoir la réciprocité de l'interaction.

Les caract ères intervenant dans la symbiose ou dans le commensalisme sont inscrits dans le programme génétique des espèces et se perpétuent en fonction des mutations et des recombinaisons de ces gènes .

Ils perdurent si l'association présente un avantage par rappo rt aux espèces concurrentes .

Les caractères sont transmis à une descendance plus nombreuse qui petit à petit supplante les individus ne disposant pas de ces caractères .

C'est le principe de la sélection naturelle .

C'est ainsi que de nombreuses symbioses ont, semble -t-il, connu une phase de parasitisme puis de commensalisme et c 'est pourquoi, d'une façon plus générale , les frontières entre l'ensemble des relations interspécifiques restent toujours assez floues.. »