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Les algues rouges

 

 

 

 

L'agar agar peut donc être extrait des espèces d'algues rouges :                        

           - Gracilaria

           - Gelidium

 

La Gracilaria fait partie de la famille des Gracilariaceae.

La Gelidium fait partie de la famille des Gelidiaceae.

Gracilaria

Gelidium

La base de données Algaebase, qui regroupe les algues du monde entier, qu'il s'agisse d'algues terrestres, d'eau douce ou marines, établit ainsi une classification biologique, constituée de plusieurs niveaux :

     - le Domaine

     - le Règne

     - le Sous-règne

     - l'Embranchement

     - le Sous-embranchement

     - la Classe

     - la Sous-classe

     - l'Ordre

     - la Famille

     - le Genre

 

Le Domaine (dans certaines classifications uniquement) est le plus haut niveau de classification des êtres vivants.

Le Règne, l'Embranchement, la Classe, l'Ordre, la Famille et le Genre sont les six premiers niveaux de cette classification. Le Sous-règne, le Sous-embranchement et la Sous-classe sont des niveaux intermédiaires.

 

On peut ainsi déterminer la classification de ces algues, dites "rouges" grâce à cette base de données Algaebase.

Voici le schéma que nous avons pu réaliser, ce qui nous a permis de mieux visualiser ces différents niveaux :

*

Arbre des niveaux de classification des Gracilaria et Gelidium

On a ainsi pu en déduire que ces deux espèces d'algues rouges, les Gelidium et les Gracilaria, auraient une origine commune, d'où proviendrait leur capacité à contenir de l'agar agar.

Ces algues rouges sont aussi appelées Rhodophycées.

Avant d'étudier la présence d'agar agar dans les Rhodophycées, nous allons tout d'abord rappeler ce que sont les algues, avant de voir la répartition des algues rouges sur le globe, ainsi que leur structure :

 

Les algues sont des êtres vivants de type végétal, qui se développent et vivent le plus souvent en milieu aquatique.

Par ailleurs, elles sont également capables de photosynthèse.

 

On distingue 4 catégories d'algues, qui se répartissent à des profondeurs plus ou moins élevées en fonction de leurs besoins en lumière :

  • les algues vertes

  • les algues brunes

  • les algues rouges

  • les algues bleues

  • Les algues vertes,  les Chlorophycées, se développent près de la surface. Parfois, elles prolifèrent et peuvent envahir les plages pour diverses raisons. Par exemple en Bretagne, on a pu observer la prolifération d'une espèce d'algues vertes, très toxiques pour l'organisme. Cette toxicité provient en partie de leur teneur en nitrates, conséquence de l’utilisation d’engrais agricoles, qui rejettent des nitrates dans la mer.

      Cet incident démontre bien l'aspect invasif des algues vertes. Cela peut s'expliquer par le fait qu'elles se

      développent très près de la surface : l'océan se charge ensuite de les rejeter sur les plages.

 

  • Les algues brunes, les Phéophycées, sont les algues les plus abondantes que l'on peut récolter sur nos plages, car elles se développent dans les mers tempérées et froides (comme l'océan Atlantique).

 

  • Les algues rouges, les Rhodophycées, sont des algues qui se développent à des profondeurs beaucoup plus élevées, puisqu'on peut les trouver jusqu'à près de 100m de profondeur.

 

  • Les algues bleues, les Cyanophycées, font parties d'une famille à part. On les considère comme des bactéries (micro-organismes), et elles auraient contribué à l'expansion de la vie sur Terre, puisqu'elles seraient apparues il y a plus de 3 milliards d'années.

Algues rouges

Algues vertes
Algues bleues

Algues brunes

La répartition des algues rouges

 

Ces différents types d'algues sont réparties en fonction de la profondeur.

Comme on peut le voir sur le schéma ci-dessous, les algues rouges sont présentes jusqu'à 100m de profondeur. Cette capacité à se développer à des profondeurs très élevées (par rapport aux autres algues) s'explique par la présence d'un pigment supplémentaire : la phycoérythrine qui absorbe les radiations de couleur verte. 

 

Explication : On sait que la lumière blanche peut être décomposée en radiations de longueurs d'onde différentes. Par ailleurs, nous savons également que les algues sont des végétaux capables d'effectuer la photosynthèse, ce qui explique leur nécessité à recevoir de la lumière.

 

L'eau de mer se comporte comme un filtre, et absorbe ainsi progressivement les radiations lumineuses.  Comme on peut le voir sur le schéma, les radiations rouges (650-780 nm) disparaissent complètement aux alentours des 10m de profondeur. Toutes les autres radiations colorées sont ainsi absorbées, pour terminer par le vert, qui subsiste jusqu'à 100m de profondeur.

 

Schéma de la répartiton des algues marines en fonction de la profondeur et de la lumière

Comme nous le verrons par la suite, les algues, capables de photosynthèse, possèdent des chloroplastes dans leur cytoplasme, chloroplastes qui contiennent la chlorophylle, ce pigment capable de capter et de transformer la lumière en matière organique.

Selon les groupes d'algues vues auparavant (algues vertes, brunes, rouges, bleues), on retrouve d'autres pigments. Parmi ces pigments, on trouve (entre autres) les caroténoïdes, la chlorophylle b, la chlorophylle c, la chlorophylle d, et la phycoérythrine.

Ce dernier pigment est présent dans les chloroplastes des algues rouges. Par ailleurs, il absorbe dans le vert.

 

La photosynthèse est essentielle pour la survie des algues. Or, cette capacité à produire elles-mêmes leur propre matière organique n'est possible que si elles reçoivent une quantité suffisante de "bonne lumière". Et pour les algues rouges, cette "bonne lumière" est la lumière verte. On dit ainsi que les algues rouges ont une forte action synthétique dans le vert.

 

Donc, c'est la présence de phycoérythrine dans les chloroplastes des algues rouges qui leur permet d'avoir cette forte action synthétique dans le vert.

Grâce à cette photosynthèse qui fonctionne en lumière verte, les algues rouges peuvent se développer jusqu'à 100m de profondeur, profondeur à laquelle subsistent les radiations vertes (au-delà, il n'y a plus de radiations colorées).

En effectuant nos recherches, nous avons trouvé ces données suivantes : les algues rouges sont des organismes eucaryotes, autotrophes, et comportant des chloroplastes qui contiennent de la chlorophylle, ce qui leur permet d'effectuer le processus de photosynthèse.

 

Nous allons étudier chacun de ces points, afin de mieux connaître la structure des cellules de ces algues, pour ensuite déterminer avec précision où se forme l'agar agar :

      1. Organismes eucaryotes

 

Il existe deux types de cellules eucaryotes :

  • cellules eucaryotes animales

  • cellules eucaryotes végétales

Schéma d'une cellule eucaryote animale

Schéma d'une cellule eucaryote végétale

Les cellules eucaryotes sont délimitées par une membrane plasmique. A l'intérieur, la cellule est dite compartimentée : autrement dit, elle est formée d'éléments, bien séparés et délimités par des membranes.

 

Elles sont constituées :

  • du noyau, qui constitue le coeur de la cellule, puisqu'il contient le matériel génétique, enveloppé par une couche de deux membranes superposées

  • du cytoplasme, qui contient des organites (comme par exemple des mitochondries), séparés du cytoplasme par une membrane

 

Les cellules eucaryotes végétales ont cette organisation commune aux deux types de cellules eucaryotes, mais elle possèdent néanmoins quelques caractéristiques supplémentaires : ainsi la membrane plasmique, qui délimite la cellule, est doublée extérieurement d'une paroi rigide, formant ainsi une forme de squelette, dont le rôle est d'assurer une protection supplémentaire.

Par ailleurs, les cellules chlorophylliennes, présentes dans certains végétaux (par exemple les algues), possèdent des organites spécialisés, les chloroplastes, riches en chlorophylle.

Enfin, le cytoplasme des cellules adultes contient généralement des vacuoles.

          2. Organismes autotrophes

 

Les algues sont donc des organismes autotrophes.

 

Mais que cela signifie-t-il ?

 

Un organisme autotrophe est un organisme capable de générer sa propre matière organique à partir d’éléments minéraux.

Il utilise pour cela l’énergie lumineuse soit par photosynthèse (comme ici dans le cas des algues), soit par chimiosynthèse.

 

Les algues synthétisent leur matière organique à partir d'ions minéraux, d'eau et de dioxyde de carbone. Elles sont donc capables de vivre dans un milieu purement minéral, puisqu'elles produisent elles-mêmes leur matière organique grâce à la photosynthèse. On peut également dire qu'elles sont autonomes, contrairement à certaines cellules végétales non chlorophyllienne, et aux cellules animales, qualifiées de cellules hétérotrophes.

 

Cette notion d'organisme autotrophe s'oppose donc à celle d'organisme hétérotrophe.

Ainsi nous, êtres humains, sommes incapables de réaliser cette synthèse. Pour vivre, nos cellules doivent puiser dans la matière organique déjà produite, en mangeant de la viande par exemple. C'est pour cela que l'être humain doit se nourrir pour survivre : en mangeant varié, il consommera des lipides, protéines et glucides, indispensables au bon fonctionnement de l'organisme.

 

Les algues rouges sont donc autonomes, et produisent leur propre matière organique.

          3. Organismes capables de photosynthèse

 

Petit rappel : La photosynthèse est l'ensemble des réactions permettant de produire des molécules organiques à partir de l'énergie lumineuse, de l'eau, des sels minéraux et du dioxyde de carbone. La photosynthèse est un processus essentiel, car il permet de faire entrer de la matière minérale et de l'énergie dans les êtres vivants.

*

La lumière, indispensable à la vie des végétaux, et donc des algues, leur permet de produire des molécules organiques, comme par exemple l'amidon ou le glucose (glucides). La synthèse a lieu dans les chloroplastes, des organites spécialisés contenant la chlorophylle. Cette chlorophylle est l'unique pigment capable de capter et de transformer l'énergie lumineuse.

La synthèse nécessite obligatoirement la présence de lumière, d'où le terme de photosynthèse.

 

Nous avons vu précédemment que les algues rouges étaient réparties sur le globe à des profondeurs relativement élevées par rapport aux autres types d'algues, profondeur leur permettant néanmoins de recevoir une certaine lumière.

On peut donc en déduire que cette lumière reçue par les algues rouges est suffisante pour leur permettre de réaliser la photosynthèse.

          4. Présence de l'agar agar dans la paroi cellulaire

 

L'agar agar est donc contenu dans les algues rouges, organismes eucaryotes de type végétal, comportant donc une membrane plasmique doublée extérieurement d'une paroi rigide qui assure un rôle de protection supplémentaire, formant une sorte de squelette. Et c'est à l'intérieur de cette paroi que l'on trouve l'agar agar.

 

Cette paroi rigide est constituée de trois ensembles distincts : la lamelle moyenne, la paroi secondaire et la paroi primaire.

Nous avons synthétisé cette information à travers le schéma ci-dessous :

*

Schéma d'organisation de la paroi cellulaire des végétaux

On observe alors que la membrane plasmique est directement en contact avec la paroi secondaire, elle-même en contact avec la paroi primaire, située avant la lamelle moyenne.

 

  • La lamelle moyenne est donc une membrane mitoyenne entre deux cellules, sur laquelle iront se déposer les parois primaire et secondaire. Elle est essentiellement composée de pectine.

 

  • La paroi primaire est une couche intermédiaire, puisqu'elle est située entre la lamelle moyenne et la paroi secondaire, essentiellement constituée d'hémicellulose et de cellulose.

 

  • La paroi secondaire est située entre la paroi primaire et la membrane plasmique. Elle se développe avec le temps, donc avec l'âge de la cellule.

      Elle est essentiellement formée de cellulose.

 

On obtient ainsi l'organisation de la structure de la paroi des algues.

Mais où se trouve plus précisément l'agar agar ?

 

Comme nous le verrons un peu plus tard, l'agar agar est un polymère, constitué (en partie) d'agarose. Par ailleurs, nous avons vu que la paroi primaire est essentiellement constituée d'hémicellulose.

Or, l'hémicellulose, à l'inverse de la cellulose, ne contient pas que des glucoses anhydres. Ainsi, en plus du glucose, on peut y trouver du xylose, du mannose…  et de l'agarose.

Nous pouvons donc en déduire que l'agar agar est essentiellement présent dans la paroi primaire des algues rouges.

 

(Durant nos recherches, nous avons également trouvé que l'agar agar pouvait être présent dans la lamelle moyenne,    c'est-à-dire dans la partie externe de la paroi cellulaire. N'ayant trouvé aucune explication pour corroborer cette affirmation, nous avons décidé de ne pas l'inclure directement dans notre partie, mais de néanmoins vous le préciser).

 

 

Pour conclure, l’agar agar est donc bien un produit d’origine naturelle, présent dans la paroi des algues rouges.

Nous allons donc ensuite voir, dans notre dernière sous-partie, de quelle façon l’extraire, et quels sont les méthodes pour obtenir une poudre blanchâtre, utilisable par la suite, et notamment en cuisine.

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