biominéralisation

Définition

Processus physiologique par lequel les organismes vivants concentrent certains éléments chimiques au niveau de tissus particuliers, formant ainsi des exo-ou des endosquelettes. Le terme désigne aussi la structure formée.

n. f. (gr. bios, vie et minéralisation)

Voir : élément chimiqueplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigélément chimique

Les substances constituées datomes identiques, liés par des liaisons chimiques formant des molécules sont des corps simples., endosqueletteplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigendosquelette

Chez certains métazoaires, nom général donné aux formations anatomiques internes, solides et rigides, permettant le soutien du corps et, dans la plupart des cas, son mouvement, parfois rapide., exosqueletteplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigexosquelette

Nom général donné aux formations anatomiques externes protégeant physiquement un animal (invertébré ou vertébré)., organisme vivantplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigorganisme vivant [alias]

Voir : être vivant..

Informations complémentaires

Les éléments structuraux ainsi élaborés se distinguent de leurs équivalents purement minéraux en raison de leur association avec des molécules organiques qui donnent à l’ensemble des propriétés spécifiques adaptées aux conditions de vie des organismes qui les produisent, en général, rigidité et solidité, qualités apportant une protection aux chocs et/ou permettant un port dressé aux organismes, que ce soit pour les animaux ou les plantes.

Diversité des biominéralisations

En fonction des espèces les biominéralisations concernent les squelettes, mais aussi des structures dont les fonctions sont très diverses.

Bactéries

Les bactéries magnétotactiques ont l’aptitude de se déplacer le long de lignes d’un champ magnétique. Cette capacité repose sur l’alignement dans le cytoplasme d’organites magnétiques, les magnétosomes, vésicules qui encapsulent un cristal magnétique (de 25 à 100 nm), composé de magnétite (Fe₃O₄) ou de greigite (Fe₃S₄).

Voir : cytoplasmeplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigcytoplasme

Contenu cellulaire à l’exclusion du noyau, correspondant à l’ensemble du hyaloplasme et des organites., organiteplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigorganite

Enclave cellulaire limitée par une membrane biologique, ayant une ou plusieurs fonctions particulières., vésiculeplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigvésicule

Enclave cytoplasmique au contenu varié (enzymes, sucres, protéines)..

Animaux

squelette minéral externe des foraminifères : ces protozoaires (planctoniques ou benthiques) forment un squelette perforé dont la géométrie est propre à chaque espèce. La composition est également variable, parfois formée de calcaire biominéralisé ;
charpentes squelettiques (spicules) des éponges : elle est formée d’oxyde de silice (SiO₂) combinée à une matrice organique, ayant résistance et flexibilité ;
coquilles des mollusques : les formations minéralisées sont souvent à base de carbonate ou de phosphates de calcium, la matrice organique ne représentant que 1 à 5 % de la masse de la coquille ;
cuticules des arthropodes (crustacés, insectes, etc.) : la cuticule est formée par calcification ;
squelettes des coraux : ils sont formés de carbonate de calcium (CaCO₃) mélangé à une phase organique, laquelle est sécrétée par un tissu, le calicoderme. Des éléments-traces (strontium, strontium magnésium et soufre) peuvent être incorporés à la maille cristalline.
squelette des vertébrés : l’os est un tissu composé de 70 % de phosphate de calcium (CaPO₄) et de 30 % de matrice organique extracellulaire ;
squelette dermique superficiel de certains vertébrés : écailles des poissons, ostéodermes de certains reptiles ;
otolithes : pièces calcifiées situées dans l’oreille interne des poissons qui jouent un rôle dans l’équilibration ;
coquille d’œuf : le dépôt des couches minéralisées (CaCO₃) est contrôlé par des macromolécules (glycoprotéines, polysaccharides) ayant une forte affinité pour le calcium.

Voir : benthiqueplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigbenthique

Relatif aux fonds marins., calciumplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigcalcium

Élément chimique de symbole Ca, de masse atomique 40, n’existant pas dans la nature à l’état de corps simple, mais sous forme d’ions (Ca2+) ou de molécules (CaCO3, par exemple)., cuticuleplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigcuticule

Couche protectrice externe de végétaux (en particulier des feuilles de plantes supérieures), comme d’animaux (insectes et crustacés), apportant dureté et imperméabilité relatives aux organes qui en sont recouverts., élément-trace, macromoléculeplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigmacromolécule

Très grosse molécule résultant de la polymérisation, c’est-à-dire de l’addition de molécules identiques ou différentes., matière organiqueplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigmatière organique

Matière synthétisée par les êtres vivants., matrice extracellulaireplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigmatrice extracellulaire

Milieu emplissant les espaces libres entre les cellules de certains tissus., planctonplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigplancton

Ensemble d’organismes de très petites tailles (végétaux comme animaux), généralement unicellulaires mais aussi pluricellulaires, vivant en suspension dans l’eau ou l’air., protozoaireplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigprotozoaire

Organisme animal unicellulaire..

Végétaux

coccolithophore : algues planctoniques présentant des dépôts extracellulaires de CaCO₃ sous forme d’écailles calciques, dont l’accumulation donne la craie. Les dépôts se forment dans le cytoplasme, au sein de vacuoles, et sont ensuite excrétés par exocytose. Du point de vue évolutif, ces dépôts pourraient être impliqués de défense contre le «broutage» par du zooplancton ou par de petits crustacés (copépodes, par exemple), ou encore contre des parasites. Par ailleurs, on peut aussi considérer que c’est un paramètre important de résistance à la pression de turgescence ;
diatomées : algues planctoniques présentant des dépôts extracellulaires de silicates ;
graminées, bambous, prêles : ces plantes peuvent accumuler la silice dans leurs tissus.

Voir : enzymeplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigenzyme

Catalyseur biologique de nature protéique, produit par les cellules de tout organisme, accélérant les réactions biochimiques du métabolisme., eubactérieplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigeubactérie

Organisme unicellulaire ne comprenant ni noyau, ni organite, mais différents des archées., évolution de la natureplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigévolution de la nature

Ensemble des transformations au cours du temps, de la nature en général (atmosphère, sols, paysages, nappes phréatiques, etc.), ou des êtres vivants ou disparus (les dinosaures, par exemple)., exocytoseplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigexocytose

Rejet à l’extérieur d’une cellule, de molécules résultant de son métabolisme interne., gèneplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_biggène

Structure d’ordre moléculaire de l’ADN, contrôlant un caractère héréditaire particulier., parasiteplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigparasite

Organisme vivant aux dépens d’un autre sur lequel il prélève des éléments nutritifs nécessaires à son métabolisme., procaryoteplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigprocaryote

Organisme généralement unicellulaire, dont le matériel génétique est constitué d’ADN, mais sans existence d’un noyau., turgescenceplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigturgescence

État d’une cellule (végétale ou animale), dont les vacuoles ou les vésicules sont en pleine expansion en raison de la pénétration d’eau., vacuoleplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigvacuole

Enclave cytoplasmique limitée par une seule membrane biologique, contenant de l’eau et des substances dissoutes (ions, substances organiques, pigments, etc.) ou en suspension (cristaux)., zooplanctonplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigzooplancton

Organismes animaux aquatiques, unicellulaire ou pluricellulaires, de taille microscopique..

Dégradation des milieux et biominéralisation

La biominéralisation peut être contrariée par les modifications de l’environnement. Le réchauffement océanique, et l’acidification des océans sont considérés comme ayant une grande responsabilité dans le blanchissement des coraux, et leur mort. En effet, ces changements du milieu ne permettent plus la symbiose entre le corail (organisme animal) et son symbiote (un organisme phytoplanctonique) qui est expulsé. Les squelettes des coraux n’étant plus cachés, il y a blanchissement des coraux et, en général, ils meurent rapidement. En outre, l’acidification des océans à un rôle négatif sur la calcification chez les coraux, comme chez d’autres organismes marins.

Voir : acidification des océansplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigacidification des océans

Diminution progressive du pH des eaux superficielles des océans., phytoplanctonplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigphytoplancton

Ensemble des organismes végétaux chlorophylliens aquatiques de très petite taille (micro-algues), unicellulaires ou pluricellulaires., réchauffement océaniqueplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigréchauffement océanique

Élévation de la température moyenne à des eaux océaniques., symbioseplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigsymbiose

Relation impliquant une interdépendance entre des organismes appartenant à des espèces différentes., symbioteplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigsymbiote

Être vivant associé à un autre, avec bénéfices réciproques..

Remarque linguistique et/ou historique

Par ailleurs, la biominéralisation se distingue des notions de bioaccumulation, bioconcentration et bioamplification, qui concernent des polluants.

Voir : bioaccumulationplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigbioaccumulation

Phénomène d’augmentation de la concentration d’une espèce chimique dans un organisme (animal ou végétal) vivant dans un milieu la contenant., bioamplificationplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigbioamplification

Phénomène de concentration croissante d’un polluant, dans les tissus des organismes, par le jeu des transferts trophiques des chaînes alimentaires., bioconcentrationplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigbioconcentration

Rapport entre la quantité de polluant trouvée dans les tissus d’un organisme et la masse de celui-ci., polluantplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigpolluant

Substance dispersée dans l’environnement, accidentellement ou non, dégradant la qualité de l’eau, de l’air ou du sol, provoquant une nuisance et risquant de perturber les phénomènes vitaux..