La physique dans le monde animal: les diatomées et leur "architecture"

Les diatomées sont des algues unicellulaires et coloniales, qui se distinguent par la présence dans les cellules de l'enveloppe de protection, constituée de dioxyde de silicium. Les diatomées vivent à la fois dans l'eau marine et l'eau douce. Selon les experts, ces algues créent environ un quart de la matière organique sur Terre.

La forme des diatomées est très diverse. En règle générale, les diatomées sont une coquille, à l'intérieur et à l'extérieur de laquelle se trouve une couche relativement petite de matière organique. Le squelette de la structure cellulaire diffère dans les régions pennées et centrées. Le premier groupe a une symétrie bilatérale, le second - radial. Le nom des algues vient du mot grec diatomos ("coupé en deux parties"). Le fait est que les coquilles des diatomées sont divisées en deux moitiés (voir ci-dessous).

Si un seul axe de symétrie peut être tracé à travers la carapace de la coque, cette symétrie peut être qualifiée de symétrique bilatérale. La carapace se compose généralement de deux moitiés, la plus grande moitié couvrant la plus petite. L'enveloppe des diatomées est constituée d'une couverture de silice. Il y a peu d'éléments supplémentaires comme le fer, l'aluminium, le magnésium et un certain nombre de substances organiques. L'épaisseur de la paroi de la coque dépend de la concentration de silicium dans le milieu et varie considérablement: dans les formes à parois minces - des centièmes aux dixièmes de micromètre, et dans les formes à parois épaisses, elle atteint 1 à 3 microns. Murs de coquepénétré par les plus petits trous, assurant un métabolisme entre le protoplaste et l'environnement. Ils sont également équipés de divers éléments de forme qui composent la structure de la coque et servent de principales caractéristiques taxonomiques dans la construction du système de diatomées. La carapace et sa structure se distinguent même avec un petit grossissement du microscope.

Néanmoins, il n'est pas si facile de connaître les détails de la structure de la carapace de silice. Pour comprendre la forme de la coquille des diatomées, il faut prendre en compte le rapport des axes et des plans de symétrie.

On en sait beaucoup sur le mode de vie des diatomées. Les diatomées vivent assez bien dans une variété d'écosystèmes et de biotopes. Les algues vivent à la fois dans les océans et les mers, ainsi que dans les plans d'eau saumâtre et douce. Ils sont dans le sol, dans l'air, ils ont été trouvés dans la glace de l'Arctique et de l'Antarctique. Ces algues sont bien adaptées à une variété de facteurs environnementaux. Récemment, lors du décodage du génome complet de la diatomée Phaeodactylum tricornutum, il s'est avéré qu'il contient un nombre record de gènes pour les eucaryotes obtenus par transfert horizontal à partir de bactéries et d'archées. On pense maintenant qu'environ 300 genres, qui comprennent 20 à 35 espèces, appartiennent à la classe des diatomées.

Il peut être difficile, même pour les spécialistes, de séparer un type de diatomée d'un autre. Afin d'identifier correctement les diatomées, les scientifiques utilisent le motif de la coquille après avoir retiré le protoplaste. Les experts disent que la coquille des diatomées et la nature de l'ornementation sont l'un des points les plus importants de l'identification. La forme de la coquille de l'algue est symétrique dans les trois dimensions. Le haut et le bas du squelette des algues s'emboîtent presque parfaitement ensemble.


Les diatomées sont très différentes, et les scientifiques doivent encore découvrir de nombreux faits intéressants sur ces algues. Les photos montrent à la fois les diatomées et les ornements qui les composent

À partir des diatomées de l'époque victorienne, les ornements ont commencé à être disposés. Du fait que les algues elles-mêmes sont microscopiques, les ornements ne sont pas visibles à l'œil nu, ils sont réalisés au microscope. Et puis, au microscope, ils admirent alors leur travail. Ce travail minutieux se fait à l'aide de l'aiguille la plus fine.


Fait intéressant, les diatomées sont un élément important de la nutrition des baleines. Ainsi, une baleine de taille moyenne peut manger plusieurs centaines de kilogrammes de diatomées à la fois.

Malgré le fait que les diatomées sont très petites - leur taille est d'environ un quart du diamètre d'un cheveu humain, ces algues ont un «design» parfait du point de vue du concepteur. Tous les cas de diatomées sont symétriques en trois dimensions, le haut et le bas des diatomées s'accordant presque parfaitement.

Les algues dépendent tellement du dioxyde de silicium que si la concentration de silice dans une région particulière est assez faible, les diatomées ne se diviseront pas. L'une des sources de silice est le Si (OH) ₄pénétrer dans les algues par les protéines de transport de l'acide silicique. Malheureusement, les scientifiques ne peuvent pas encore comprendre comment la silice est livrée à la cellule. Les scientifiques pensent que Si (OH) ₄ et Na sont transportés par les algues dans un rapport de 1: 1.

Pendant la cytokinèse, la membrane cellulaire crée une constriction, mais le complexe de Golgi commence, commençant à reproduire les soi-disant vésicules. Ils sont toujours conservés dans les cellules nouvellement formées.

Fait intéressant, il existe de nombreuses formes de coquilles de diatomées. Ils peuvent ressembler à des disques et cylindres tubules et boules, tambours et masses. Aussi original est le fait de la variété des formes des valves (rondes, ovales, lancéolées, linéaires, en forme de guitare rhombique, en forme de 5 et autres).

La structure de la coque de nombreux types de diatomées est idéale du point de vue de l'architecte. Certains bâtiments ont été construits à l'instar de la coquille de cette algue. Un tel exemple est la construction du théâtre de Berlin. Ses créateurs ont utilisé la forme des diatomées dans la construction du pilier du théâtre de Berlin. Fait intéressant, les proportions ont été prises sans beaucoup de changement et de calcul. La carapace des diatomées est exceptionnellement forte, bien que poreuse. Les scientifiques espèrent l'étudier à fond, afin de pouvoir répéter l'astuce avec des "structures de trous", où les trous augmenteront la force et la résistance de la coquille.

Source: https://habr.com/ru/post/fr399231/