Chlamydomonas est un très grand genre de flagellés unicellulaires et mobiles se trouvant dans l’eau stagnante et sur le sol humide, dans l’eau douce, l’eau de mer, et même dans la neige comme « algues de neige ». Les cellules ont une paroi glycoprotéique (et non cellulosique, malgré les mentions fréquentes dans les anciens manuels) et deux flagelles égaux. Le noyau est enfermé dans un chloroplaste en forme de coupe, qui possède un seul grand pyrénoïde où l’amidon est formé à partir des produits photosynthétiques. Deux petites vacuoles contractiles, qui ont une fonction excrétrice, sont situées près des flagelles. Il y a également une tache de pigment rouge qui est sensible à la lumière, permettant à la cellule de nager vers la lumière. Il y a beaucoup de variations dans la reproduction chez les différentes espèces du genre, et des études récentes sur sa phlogénie suggèrent que plusieurs genres sont concernés.
Il existe deux types de cycle au sein du cycle biologique : un cycle asexué et un cycle sexuel. Généralement, la reproduction asexuée se fait par fission (division en fragments comme la fission nulcéaire), le protoplaste se divisant pour former 4 à 8 zoospores semblables au parent. Dans le cycle sexuel, la privation de composé azoté incite les cellules à former des isogamètes, qui fusionnent par paires, formant un zygote ; le zygote perd ses flagelles et forme une paroi épaisse qui résiste aux conditions défavorables ; lorsque les conditions sont à nouveau favorables, le zygote subit une méiose pour former 4 zoospores haploïdes.
L’espèce de laboratoire la plus utilisée est Chlamydomonas reinhardtii, qui peut se développer sur un simple milieu de sels inorganiques, en utilisant la lumière pour fournir de l’énergie. Elle peut également se développer dans l’obscurité totale si une source alternative de carbone, comme l’acétate, est fournie. Lorsqu’elles sont privées de composés azotés, les cellules haploïdes de types d’accouplement opposés (généralement appelées « plus » et « moins ») fusionnent habituellement pour former une zygospore diploïde qui forme une paroi externe dure qui la protège des conditions environnementales défavorables. Lorsque les conditions s’améliorent (ou lorsque le scientifique rétablit les composés azotés dans le milieu de culture et fournit de la lumière et de l’eau), le zygote diploïde subit une méiose et libère quatre cellules haploïdes qui reprennent alors le cycle de vie végétatif.
Chlamydomonas est utilisé comme système modèle pour la recherche sur de nombreuses questions très fondamentales en biologie cellulaire et moléculaire telles que : comment les cellules se déplacent-elles ? Comment répondent-elles aux stimuli environnementaux tels que la lumière ? Comment fonctionne la photosynthèse ? Comment les cellules se reconnaissent-elles les unes les autres ?
Les espèces du genre sont répandues en eau douce, bien que les espèces marines soient beaucoup moins courantes. Les habitats comprennent le sol, les mares temporaires, les lacs eutrophes et la neige fondante (par exemple, C. nivalis). Deux espèces marines (C. provasolii et C. hedleyi) se trouvent uniquement en association symbiotique avec des foraminifères.
*AlgaeBase comprend environ 250 espèces de Chlamydomonas. Il existe une description complète du genre sur le site.
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