L'aquariophilie pour des aquariums modernes

Définition de milieu aquatique

Que signifie milieu aquatique ?

Définition milieu aquatique:

Le milieu aquatique est un biotope contraignant car cet écosystème aquatique ne présente pas les mêmes caractéristiques physiques et chimiques que l'atmosphère. En effet, l'air est une source considérable d'azote, d'Oxygène et de dioxyde de carbone et peut être exploité simplement par les végétaux, ce qui n'est pas le cas du milieu aquatique. Ce dernier, l'écosystème aquatique, est moins riche mais aussi plus visqueux et plus dense que l'air. L'effort que doivent fournir les végétaux pour s'alimenter est donc plus important. De plus le dioxyde de carbone présent dans l'eau, l'est sous forme de carbonates et de bicarbonates. Les plantes aquatiques doivent donc assimiler le carbone minéral nécessaire à la photosynthèse sous une forme différente que les plantes terrestres, ce qui nécessite une adaptation particulière.

L'étang est un milieu aquatique:
Un milieu aquatique: un étang
L'étang est un petit milieu aquatique, un biotope écologique et biologique qui résume toutes les interactions dans un plan d'eau.


L'eau d'un milieu aquatique:

L'eau est également un filtre sélectif qui modifie la composition spectrale de la lumière. Les rayons lumineux qui pénètrent dans l'eau ne sont donc pas identiques aux rayons lumineux que l'on retrouve dans l'air, surtout que ce spectre se modifie avec la hauteur de la colonne d'eau. Les couleurs sont absorbées avec la profondeur, et disparaissent de la manière suivante en s'éloignant de la surface: l'infrarouge, le rouge, l'orange, le jaune, le vert, le bleu, l'ultra-violet, etc. À une certaine profondeur, la lumière ne pénètre plus: c'est un milieu aphotique. La photosynthèse n'est donc plus possible. Les organismes photosynthétiques sont contraints de se développer dans la zone photique (ou euphotique). L'altération d'un milieu aquatique conduit à une modification de la faune et de la flore car les caractéristiques physico-chimiques sont modifiées.

Enfin, le milieu aquatique est peu soumis à la pesanteur du fait de la forte poussée d'Archimède. Les végétaux aquatiques n'ont donc pas besoin d'être ligneux pour être structurés: les plantes vertes d'un milieu aquatique sont le plus souvent des herbacées.

La mer et l'océan sont les plus grands milieux aquatiques:
Les océans sont les plus grands milieux aquatiques
Le milieu aquatique regroupe tous les types d'eaux: eau douce, eau de mer, eau saumâtre; il s'impose comme un écosystème complet quelque soit la nature de l'eau.

Adaptation des plantes aquatiques:

Pour coloniser le milieu aquatique, les végétaux ont dû s'adapter à ses caractéristiques. Pour satisfaire leurs besoins en dioxyde de carbone et en oxygène dans l'eau, les plantes aquatiques ont développé diverses stratégies.

De nombreuses plantes, pourtant qualifiées d'aquatiques, développent un système foliaire en surface, en zone palustre. Les feuilles ainsi émergées d'une plante palustre bénéficient des grandes quantités d'oxygène et de dioxyde de carbone facilement exploitables. Pour cela, les stomates, habituellement situés sur la face inférieure des végétaux terrestres (pour réduire l'évapotranspiration), se trouvent sur la face supérieure des végétaux aquatiques.

D'autre part, la cuticule (couche de cutine, substance cireuse rendant les feuilles imperméables limitant l'évapotranspiration) n'existe pas chez les plantes aquatiques. Ces dernières possèdent également un tissu particulier très développé appelé aérenchyme. De nombreuses plantes possèdent ce tissu, mais il est particulièrement développé chez les hydrophytes. Le réseau de tissus aérifères joue plusieurs rôles importants: réserves gazeuses, squelette hydrodynamique et structure de flottaison. Il constitue de véritables vaisseaux qui permettent de canaliser les gaz, des feuilles jusqu'aux racines. Il permet également de porter la plante et de la maintenir dressée verticalement, érigée, dans le milieu aquatique dans lequel la pesanteur est partiellement compensée par la poussée d'Archimède.

Cette stratégie de feuilles émergées permet également à la plante de bénéficier d'un spectre lumineux identique à celui dont bénéficient les plantes terrestres.

Pour les espèces dont le système foliaire est entièrement immergé, les adaptations sont plus complexes. Les matières premières nécessaires à la photosynthèse doivent toutes être prélevées dans l'eau, tant en eau douce qu'en eau de mer. Les végétaux exploitent les gaz dissous dans l'eau grâce à leurs feuilles (ou frondes) qui réussissent à les absorber à l'image des branchies des poissons. En effet, les feuilles très divisées présentent une paroi extrêmement fine et perméable qui permet la diffusion des gaz du milieu vers les vaisseaux aérifères.

Les plantes se développent à une profondeur où la plupart des rayons lumineux pénètrent encore. La lumière varie en fonction de nombreux paramètres tels la turbidité du milieu, la présence d'algues, la quantité de phytoplancton, etc. Si la profondeur est trop importante, les rayons lumineux ne pénètrent plus, et les végétaux ne peuvent plus se développer. Les végétaux aquatiques doivent donc se spécialiser dans l'exploitation du spectre lumineux particulier à la profondeur de la colonne d'eau, souvent en zone épipélagique, à laquelle ils se développent.

Chez les végétaux aquatiques, les mécanismes de nutrition minérale et azotée sont encore controversés. Il semblerait qu'ils soient différents selon les éléments absorbés (azote, phosphore, potassium, etc.). Il apparaît que l'azote et le phosphore proviennent principalement des sédiments, via les racines, comme chez les plantes terrestres. En revanche, pour d'autres éléments, comme le potassium, il semblerait que l'absorption se fasse directement dans le milieu aqueux.

Dans l'eau, la reproduction végétale aussi est modifiée. Certaines plantes ont, en effet, développé des adaptations du mode de pollinisation, avec une pollinisation hydrophile. Cela signifie que les grains de pollen sont recouverts de poils qui permettent un meilleur transport par l'eau. Certaines plantes se multiplient également de façon végétative: le bouturage se fait seul.

Enfin, divers végétaux aquatiques ne sont pas enracinés, notamment les algues. Durant leur évolution, le système racinaire s'est tellement réduit qu'il ne permet plus à la plante d'être fixée. Elles possèdent néanmoins des petites racines flottantes ou des crampons, entièrement développées dans l'eau, qui leur permettent de trouver l'intégralité de leurs nutriments sous forme dissoute.


symbioses et microsystèmes:

Faisons un rapide bilan de l'alimentation azotée: la principale source d'approvisionnement en azote est l'atmosphère, dans lequel cet élément est présent sous forme de diazote (N2). Mais le problème réside dans le fait que les végétaux ne sont capables de l'assimiler que sous forme nitrate (NO3-) ou sous forme ammoniacale (NH4+). Il existe néanmoins des bactéries qui possèdent des enzymes leur permettant d'assimiler le diazote. Les plantes ont donc mis au point une stratégie pour s'associer à ces organismes. Il s'agit d'une association à bénéfice réciproque: les bactéries fournissent de l'azote assimilable à la plante, alors que celle-ci apporte de l'oxygène et des composés organiques (appelés exsudats) aux bactéries. Cette relation à bénéfice réciproque est appelée symbiose.

Les associations symbiotiques entre des végétaux et des bactéries fixatrices d'azotes sont relativement rares et ne concernent que quelques familles de végétaux, dont la plus connue est la famille des Fabacées (jadis appelée légumineuses). Parmi les végétaux de nos régions, citons également les aulnes (Alnus spp.).

En revanche, environ 90 % des plantes vasculaires développent une relation symbiotique avec des champignons mycorhiziens. Ces derniers fonctionnent alors comme des extensions du système racinaire de la plante. Les associations mycorhiziennes permettent aux végétaux de s'alimenter en divers nutriments comme le phosphore, le fer, le cuivre, etc. De leur côté, les champignons bénéficient des composés organiques synthétisés par la plante.

Les végétaux développent donc de nombreuses associations avec des micro-organismes via les racines. De ce fait, la zone de développement racinaire, appelée rhizosphère, est très riche en micro-organismes qui, à leur tour, attirent des êtres vivants de taille plus importante comme des insectes ou des lombrics et des nématodes.

Ainsi, c'est un véritable écosystème à l'échelle microscopique qui se développe au sein de la rhizosphère. C'est pour cette raison que l'on dit souvent que les plantes créent des microsystèmes.

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