LA REPRODUCTION DES VORTICELLES

 

Walter  Dioni

Dgo. (Dgo.) Méxique





 
Les "vorticelles" sont des organismes attrayants, assez abondants, avec beaucoup d'espèces et la plupart d'entre elles, cosmopolites. Ils sont communs et faciles à observer (une Vorticella a été le premier protozoaire décrit par
Anthon van Leeuwenhoek ), mais ils sont difficiles à préparer si on veut étudier leur cytologie.

 
  Elles sont bactériophages, ce qui fait que très souvent elles peuvent être cultivées dans le laboratoire amateur, en introduisant, dans le récipient dans lequel elles ont été détectées, de très petites quantités de matière organique (des morceaux de grains de céréales cuites, de l'aliment de céréales pour enfants) de manière d'obtenir le développement d'une population bactérienne, en veillant seulement que la fermentation soit maintenue à de faibles niveaux. Peu d'espèces vivent dans des milieux réellement putréfiés.

 
  On peut les trouver sur presque tout substrat submergé, mais de préférence   sur les feuilles et petites racines des plantes aquatiques, sur des algues filamenteuses, ou sur les crustacés (spécialement les crabes) sur de grandes surfaces qui ne peuvent pas être atteintes par les jambes ou les pinces pour leur propreté, ou aussi sur les mollusques gastéropodes.

 
  Jusqu'à l'avènement des appareils photographiques électroniques, qui permettent l'obtention de séries rapides de prises successives, la reproduction des vorticelles devait être montrée au moyen du dessin.

 


 
COMMENT C’EST UNE VORTICELLE ?
 


Ici vous la voyez de corps entier, entourée par sa transparente
pellicule superficielle

  (sp) finement striée transversalement. Cliquant sur l'image on peut s'accéder à une autre plus grande avec des légendes qui aident à interpréter leur anatomie. Bien que non excessivement nette, la photo permet de distinguer tous les organelles importants, sauf le micronoyau, un petit corps sphérique (qui est peut être bien l'un de ceux qui sont visibles dans le cytoplasme), qui est un centre condensé de toute l'information génétique de l'organisme.
     
  Le fait que le macronoyau (mn) avec sa forme typique de bande courbée comme un fer à cheval, est tellement visible dans cette espèce, est un cadeau qui nous permettra de suivre avec davantage de détail le processus reproducteur.

 
  Évidemment celui qui a vu une vorticelle sait que son pédoncule (p) est contractile. La contraction est provoquée par le'"spasmonème" (s) le filament ondulé qu’on voit dans le pédoncule. Auparavant on l’appelait "myonème" (filament musculaire), mais on a découvert que le système chimique qui administre la contraction du spasmonème est différent de celui qui utilise la véritable fibre musculaire.  
 

Cliquer ici pour voir une animation de la contraction d’une vorticelle.
(Veuillez patienter quelques instants pendant le chargement de l'animation)
(240 Ko)
 
  Quelques microfibrilles (f) (qu’on peut voir dans la photo) issues du spasmonème  s’introduisent dans le zooïde (le corps de la vorticelle) et font peut-être partie du système qui rétrécit le disque (da) et l'anneau cilié apical, mieux désigné comme la « zone adorale de membranelles » ou le  « péristome », qui, plus qu'un anneau, est une spirale a 3 rangées de cils (m1, m2, m3) d'une grande mobilité, qui provoquent dans l’eau un remous ou « vortex » (de là le nom du genre) qui attire l'aliment vers le, dans ce cas, petit entonnoir buccal  ou cytostome(c). Le court film ci joint montre l'activité d'alimentation typique de la vorticelle.

 
   
On peut voir la formation de deux vortex symétriques qui amènent les bactéries au contact avec les membrannelles battantes. En bas de la couronne on voit une petite membranelle battant dans l’entonnoir buccal qui aide a introduire l’aliment dans les vacuoles alimentaires.


 

Cliquez sur l'image pour voir l'animation.
(844 Ko)

 
Dans l'extrémité interne de ce dernier se forment successivement les
vacuoles digestives (vd) où l’animal capture et digère son aliment (bactéries et très petits flagellés). Dans la photo est visible le circuit que font les vacuoles, d'abord vers le bas, où elles s'accumulent, et ensuite vers la gauche et en haut

 
  Dans un certain point proche de la zone adorale est placé le cytopige, un emplacement fixe, auquel s'approchent les vacuoles avec les restes de la digestion, et où s’ouvre soudainement un orifice temporaire pour expulser les déchets non digérés. On a besoin de temps et d'occasion (bonne position et peu de mobilité du zooïde) pour pouvoir observer ce fait.

 
  Les résidus liquides, contiennent des sels qui doivent être expulsés pour maintenir l'équilibre interne du cytoplasme et s'accumulent dans une vacuole contractile (vc) nommé aussi vacuole pulsative. Une courte observation permet de voir le système en fonctionnement. Une fois remplie, la vacuole se contracte brusquement et paraît disparaître, seulement pour être formée à nouveau dans le même lieu en se gonflant plus ou moins lentement.

 
  L'union entre le pédoncule et le corps est relativement souple et facile à couper. Pendant l'observation d'un "montage humide simple" il est parfois possible de voir les zooïdes se détacher du pédoncule et nager librement. Généralement ceci est provoqué par le manque d'oxygène dans le milieu, et les zooïdes sont trouvés accumulés autour d'une certaine bulle d'air, ou dans les bords de la lamelle.

 
Souvent, avant d'être séparé du pédoncule, à courte distance de la base du zooïde se forme un cercle postérieur de cils, la « télotroche », qui aide le zooïde dans sa natation libre. Il est fréquent que le nom de télotroche soit appliqué par extension au propre zooïde qui la possède et non seulement à l'anneau de cils. Jean-Marie Cavanihac a enregistré une « télotroche » dans son message au groupe (2176) du 10 mars 2003.

 

 

REPRODUCTION ASEXUÉE

 

 
C'est le seul processus reproducteur qui peut être montré dans le vivant. Tout processus sexuel dans les protozoaires implique l'activité du micronoyau, qui se différencie, rend apparents ses chromosomes, et les échange avec ceux d’un autre individu coparticipant.

 
  Ces processus peuvent être observés seulement au moyen de la fixation, coloration par des colorants spécifiques (Carmin, Hématoxyline ferrique, Feulgen) et le montage de séries d'individus dans différentes étapes du processus pour l' observation, évidemment à de très grands agrandissements, ce qui ne représente pas une tâche facile même pour les professionnels bien formés.

 
  La reproduction asexuée peut toutefois être observée facilement, ce qui rend plus étrange le fait que dans le WEB il n'y ait aucun document qui enregistre photographiquement le processus total de la reproduction asexuée d'une vorticelle. Un travail étendu, très intéressant et de lecture facile, mais illustré avec de fins dessins en couleur a été publié par Rose Marie Arbuckle dans MICSCAPE MAGAZINE

 

 

Comme on voit dans cette première figure, capturée avec l'objectif x10 le processus commence avec un zooïde transversalement agrandi, sur le disque apical duquel commence à être marquée une incision verticale.
Cliquez sur la photo pour voir le phénomène au 40 X

 
Comme cette image m'a alertée j'ai commencé à photographier périodiquement avec l'objectif x40 la vorticelle en division. Il était 12:27:51
 
 
Il est typique que les flagellés se reproduisent en divisant leur corps longitudinalement. (Voir en ANNEXE)
 
 
Il est typique aussi que les ciliés le font au moyen d'une bipartition transversale.
(Voir en ANNEXE)
 
 
Les péritriches (pas seulement les vorticelles) sont l'exception. Un registre de la bipartition d'un épistilidé a été présenté dans
MicrOscOpieS Magazine par Dominique Voisin et est enregistrée dans la galerie de son site MICROMEGAS.

 



 

Le processus avec l'objectif x 40


Pour voir une image plus détaillée cliquez sur les images successives.
   



Dans la image le macronoyau apparaît mince et étiré.
Les nombreuses vacuoles alimentaires s'accumulent dans la base, dans une bande qui comprend les deux individus  
Apparemment la vacuole contractile ne fonctionne pas encore.
 


A 12:40:24, dans un processus rapide le macronoyau est étranglé et se coupe en deux se distribuant entre les deux cellules.

 


Les cils ont involué et les vacuoles alimentaires ont été distribuées entre les deux individus. Évidemment la division du macronoyau implique un processus de division simultanée du micronoyau, que nous ne pouvons pas vérifier à cause de leur petite taille. À l'heure actuelle
(fig. a droite) les deux cellules ont déjà sûrement un macro et un micronoyau autonomes.

 


L'activité de la vésicule contractile a commencé de nouveau et les deux Individus, encore unis entre eux, abandonnent le pédoncule a 12:59:03. Toutefois l'activité ciliaire est encore à peine naissante.

 

 
Le secteur ciliaire commence a être régénéré , et dans l'image gauche on voit déjà la couronne ouverte (13:49:19). L'image centrale (13:50:02) montre le début de la différenciation de la "scopule", base de la cellule dans le bord supérieur duquel le télotroche va se développer.

 
  Depuis le moment où l'activité ciliaire a recommencé les deux zooïdes travaillent mécaniquement pour la séparation, parce que chacun tend à avancer dans une direction contraire. (image droite 13:55 :11) Toutefois la maturation de la base de la cellule et la préparation de la télotroche qui caractérise les individus migrants prendra un temps de 19 minutes de plus.

 
 
13:56:30 (gauche) 13:56:49 (centre) Les deux frères finissent par être séparés

 
  La télotroche, qui révèle sa maturité comme individu migrateur, mettra encore 13 minutes à être complétée.

A 14:05:03 (droite) j'ai remarqué les premières indications de cils dans la télotroche
 
 
Cette dernière était totalement développée presque 4 minutes plus tard.
 
 
14 :09 :10. En total la reproduction eu besoin de 1 : 41 :10

 



Ensuite chaque individu cherchera pour se fixer un lieu qui répond à ses exigences d’environnement et d’alimentation
 

Dans la base de la scopule on remarque déjà la zone qui donnera naissance au pédoncule.
Toutefois, dans les conditions sûrement inhospitalières de l'emprisonnement entre lame et lamelle, encore une heure après, les deux télotroches continuaient à nager sans trouver un lieu d'élection. Ils ont été restitués à leur milieu de culture pour qu'ils aient une meilleure occasion.

 

 

 
Une note qui me paraît importante est que la reproduction asexuée a impliqué un seul individu, qui se repartit de manière égalitaire entre deux autres qui ne sont évidemment pas père et fils, mais frères. Le prédécesseur a disparu. Il a rajeuni. Ceci explique l'affirmation de beaucoup de biologistes qui pensent que théoriquement les protozoaires sont immortels.

 



 

 ANNEXE


Reproduction des Flagellés et des Ciliés

 

 

 

 

Il est typique que les flagellés se reproduisent en divisant leur corps longitudinalement.  
Cette belle image (unique dans le Web) et d´autres sur Euglena peuvent être visitées dans le site de Steve Durr :http://www.btinternet.com/~stephen.durr/euglena.html  
 
   

 

Il est typique aussi que les ciliés le font au moyen d'une bipartition transversale.



J' ai trouvé cette paramécie en division dans le site:
http://www.lima.ohio-state.edu/biology/biodiv/webproto.html


WD

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