Que Sont Les Protistes?

Les protistes sont une collection diversifiée d’organismes. Bien qu’il existe des exceptions, elles sont principalement microscopiques et unicellulaires, ou constituées d’une seule cellule. Les cellules des protistes sont très organisées avec un noyau et des machines cellulaires spécialisées appelées organites.

À une époque, les organismes simples tels que les amibes et les algues unicellulaires étaient classés ensemble dans une seule catégorie taxonomique : le Protista du royaume. Cependant, l’émergence d’une meilleure information génétique a depuis conduit à une compréhension plus claire des relations évolutives entre différents groupes de protistes, et ce système de classification a été abandonné. Comprendre les protistes et leur histoire évolutive continue d’être une question de découverte et de discussion scientifiques.

Caractéristiques

Tous les organismes vivants peuvent être divisés en deux groupes – les procaryotes et les eucaryotes – qui se distinguent par la complexité relative de leurs cellules. Contrairement aux cellules procaryotes, les cellules eucaryotes sont très organisées. Les bactéries et les archées sont des procaryotes, tandis que tous les autres organismes vivants – protistes, plantes, animaux et champignons — sont des eucaryotes.

De nombreux organismes divers, y compris les algues, les amibes, les ciliés (tels que le paramécie) correspondent au surnom général de protiste. « La définition la plus simple est que les protistes sont tous les organismes eucaryotes qui ne sont pas des animaux, des plantes ou des champignons », a déclaré Alastair Simpson, professeur au département de biologie de l’Université Dalhousie. La grande majorité des protistes sont des colonies unicellulaires ou forment des colonies composées d’un ou de quelques types distincts de cellules, selon Simpson. Il a en outre expliqué qu’il existe des exemples de protistes multicellulaires parmi les algues brunes et certaines algues rouges.

Cellules

Comme toutes les cellules eucaryotes, celles des protistes possèdent un compartiment central caractéristique appelé noyau, qui abrite leur matériel génétique. Ils ont également des machines cellulaires spécialisées appelées organites qui exécutent des fonctions définies au sein de la cellule. Les protistes photosynthétiques tels que les différents types d’algues contiennent des plastides. Ces organites servent de site de photosynthèse (le processus de récolte de la lumière du soleil pour produire des nutriments sous forme de glucides). Les plastides de certains protistes sont similaires à ceux des plantes. Selon Simpson, d’autres protistes ont des plastides qui diffèrent par la couleur, le répertoire des pigments photosynthétiques et même le nombre de membranes qui entourent l’organite, comme dans le cas des diatomées et des dinoflagellés, qui constituent le phytoplancton dans l’océan.

La plupart des protistes ont des mitochondries, l’organite qui génère de l’énergie pour les cellules à utiliser. Les exceptions sont certains protistes qui vivent dans des conditions anoxiques, ou des environnements dépourvus d’oxygène, selon une ressource en ligne publiée par l’Université de Californie à Los Angeles. Ils utilisent un organite appelé hydrogénosome (qui est une version grandement modifiée des mitochondries) pour une partie de leur production d’énergie. Par exemple, le parasite sexuellement transmissible Trichomonas vaginalis, qui infecte le vagin humain et provoque la trichomonase, contient des hydrogénosomes.

Nutrition

Les protistes gagnent en nutrition de plusieurs façons. Selon Simpson, les protistes peuvent être photosynthétiques ou hétérotrophes (organismes qui recherchent des sources extérieures de nourriture sous forme de matière organique). À leur tour, les protistes hétérotrophes se divisent en deux catégories: les phagotrophes et les osmotrophes. Les phagotrophes utilisent leur corps cellulaire pour entourer et avaler de la nourriture, souvent d’autres cellules, tandis que les osmotrophes absorbent les nutriments de l’environnement environnant. « Un bon nombre des formes photosynthétiques sont également phagotrophes », a déclaré Simpson à Live Science.  » C’est probablement le cas de la plupart des dinoflagellés  » algaux « , par exemple. Ils ont leurs propres plastides, mais mangeront aussi volontiers d’autres organismes. »Ces organismes sont appelés mixotrophes, reflétant la nature mixte de leurs habitudes nutritionnelles.

Reproduction

La plupart des protistes se reproduisent principalement par des mécanismes asexués selon Simpson. Cela peut inclure la fission binaire, où une cellule mère se divise en deux cellules identiques ou la fission multiple, où la cellule mère donne naissance à plusieurs cellules identiques. Simpson a ajouté que la plupart des protistes ont probablement aussi une sorte de cycle sexuel, cependant, cela n’est bien documenté que dans certains groupes.

Classification: des protozoaires aux Protistes et au-delà

L’histoire de la classification des protistes retrace notre compréhension de ces divers organismes. Souvent complexe, la longue histoire de la classification protiste a introduit deux termes, encore utilisés aujourd’hui, dans le lexique scientifique : protozoaires et protistes. Cependant, la signification de ces termes a également évolué au fil du temps.

Le monde vivant observable était autrefois soigneusement divisé entre plantes et animaux. Mais la découverte de divers organismes microscopiques (y compris ce que nous connaissons maintenant sous le nom de protistes et de bactéries) a fait naître le besoin de comprendre ce qu’ils étaient et où ils s’adaptent taxonomiquement.

Le premier instinct des scientifiques a été de relier ces organismes aux plantes et aux animaux en s’appuyant sur des caractéristiques morphologiques. Le terme protozoaire (pluriel: protozoaires ou protozoaires), qui signifie « animaux primitifs », a été introduit en 1820 par le naturaliste Georg A. Goldfuss, selon un article publié en 1999 dans la revue International Microbiology. Ce terme a été utilisé pour décrire une collection d’organismes comprenant des ciliés et des coraux. En 1845, les protozoaires ont été établis comme un phylum ou un sous-ensemble du règne animal par le scientifique allemand Carl Theodor von Seibold. Ce phylum comprenait certains ciliés et amibes, qui ont été décrits par von Seibold comme des animaux unicellulaires. En 1860, le concept de protozoaires a été affiné et ils ont été élevés au niveau d’un royaume taxonomique par le paléontologue Richard Owen. Les protozoaires membres de ce Royaume, de l’avis d’Owen, avaient des caractéristiques communes aux plantes et aux animaux.

Bien que la justification scientifique de chacune de ces classifications implique que les protozoaires sont des versions rudimentaires des plantes et des animaux, il n’existe aucune preuve scientifique des relations évolutives entre ces organismes (International Microbiology, 1999). Selon Simpson, de nos jours, « protozoaires » est un terme de commodité utilisé en référence à un sous-ensemble de protistes et n’est pas un groupe taxonomique. « Pour être appelés protozoaires, ils doivent être non photosynthétiques et pas très ressemblant à des champignons », a déclaré Simpson à Live Science.

Le terme protista, qui signifie « le premier de tous ou primordial » a été introduit en 1866 par le scientifique allemand Ernst Haeckel. Il a suggéré Protista comme un troisième règne taxonomique, en plus des Plantae et des Animalia, constitué de toutes les « formes primitives » d’organismes, y compris les bactéries (International Microbiology, 1999).

Depuis lors, le Protista du royaume a été affiné et redéfini à plusieurs reprises. Différents organismes se sont déplacés à l’intérieur et à l’extérieur (notamment, les bactéries se sont déplacées dans un royaume taxonomique qui leur est propre). Le scientifique américain John Corliss a proposé l’une des itérations modernes de Protista dans les années 1980.Sa version comprenait les algues rouges et brunes multicellulaires, qui sont considérées comme des protistes encore aujourd’hui.

Les scientifiques, souvent simultanément, ont débattu des noms de royaume et des organismes éligibles (par exemple, des versions d’un autre royaume, Protoctista, avaient été proposées au fil des ans). Cependant, il est important de noter l’absence de corrélation entre la taxonomie et les relations évolutives dans ces regroupements. Selon Simpson, ces groupements n’étaient pas monophylétiques, ce qui signifie qu’ils ne représentaient pas une seule branche entière de l’arbre de vie; c’est-à-dire un ancêtre et tous ses descendants.

La classification actuelle est passée d’un système basé sur la morphologie à un système basé sur des similitudes et des différences génétiques. Le résultat est une sorte d’arbre généalogique, cartographiant les relations évolutives entre divers organismes. Dans ce système, il existe trois branches principales ou « domaines » de la vie: les bactéries, les Archées (toutes deux procaryotes) et les eucaryotes (les eucaryotes).

Au sein du domaine eucaryote, les protistes ne forment plus un seul groupe. Ils ont été redistribués entre différentes branches de l’arbre généalogique. Selon Simpson, nous connaissons maintenant la plupart des relations évolutives entre protistes, et celles-ci sont souvent contre-intuitives. Il a cité l’exemple des algues dinoflagellées, qui sont plus étroitement liées au parasite du paludisme qu’aux diatomées (un autre groupe d’algues) ou même aux plantes terrestres.

Cependant, il reste des questions urgentes. « Nous ne savons tout simplement pas quelle était la première scission parmi les lignées qui ont conduit aux eucaryotes vivants », a déclaré Simpson à Live Science. Ce point est appelé la « racine » de l’arbre de vie eucaryote. Localiser la racine cimentera la compréhension des origines eucaryotes et de leur évolution ultérieure. Comme l’a déclaré l’auteur Tom Williams dans un article publié en 2014 dans la revue Current Biology, « Pour l’arbre eucaryote, la position des racines est essentielle pour identifier les gènes et les traits qui ont pu être présents chez l’eucaryote ancestral, pour tracer l’évolution de ces traits tout au long du rayonnement eucaryote et pour établir les relations profondes entre les principaux groupes eucaryotes. »

Importance

Les protistes sont responsables de diverses maladies humaines, notamment le paludisme, la maladie du sommeil, la dysenterie amibienne et la trichomonase. Le paludisme chez l’homme est une maladie dévastatrice. Elle est causée par cinq espèces du parasite Plasmodium, qui sont transmises à l’homme par des moustiques Anophèles femelles, selon les Centers for Disease Control and Prevention (CDC). L’espèce Plasmodium falciparum infecte les globules rouges, se multiplie rapidement et les détruit. L’infection peut également faire coller les globules rouges aux parois des petits vaisseaux sanguins. Cela crée une complication potentiellement mortelle appelée paludisme cérébral (selon les CDC). L’Organisation mondiale de la santé (OMS) déclare que Plasmodium falciparum est le plus répandu et le plus mortel pour l’homme. Selon leur récente fiche d’information sur le paludisme, en 2015, on estime qu’il y a eu 438 000 décès dus au paludisme dans le monde, dont la majorité (90%) est survenue en Afrique. Certains progrès ont été réalisés pour réduire les taux d’incidence (apparition de nouveaux cas) et les taux de mortalité, en partie grâce à la fourniture de moustiquaires imprégnées d’insecticide, à la pulvérisation de moustiques et à l’amélioration des diagnostics. Entre 2000 et 2015, le taux d’incidence a chuté de 37% dans le monde et les taux de mortalité de 60% dans le monde. L’OMS a pour objectif d’éliminer le paludisme dans au moins 35 pays d’ici 2030.

Les protistes jouent également un rôle important dans l’environnement. Selon un article de 2009 publié sur le site Web de l’Encyclopédie des sciences de la Vie (ELS), près de 50% de la photosynthèse sur Terre est réalisée par des algues. Les protistes agissent comme décomposeurs et aident à recycler les nutriments à travers les écosystèmes, selon un article de 2002 publié dans la revue ACTA Protozoologica. De plus, les protistes de divers milieux aquatiques, y compris les systèmes d’eau libre, d’aqueduc et d’évacuation des eaux usées, se nourrissent et contrôlent les populations bactériennes (ACTA Protozoologica, 2002). « Si vous retiriez tous les protistes du monde, l’écosystème s’effondrerait très rapidement », a déclaré Simpson.

Crédit: Images commerciales de singe /