Obtenir et observer des cellules � bien vivantes �

Michel OLIVE, lyc�e du Grand Noum�a

Au-del� de l�observation classique de cellules buccales ou d��pidermes v�g�taux, l�observation de cellules � mobilit� importante (interne ou d�ensemble) introduit une motivation suppl�mentaire. Pendant la s�ance de TP, une projection simultan�e sur grand �cran � partir d�un ensemble flexcam-microscope de qualit� (objectif � immersion indispensable) accompagnera avec profit le travail des �l�ves sur leur microscope.

I/ Une des plus belles observations est celle de la classique feuille d��lod�e

Un imp�ratif, choisir des feuilles jeunes, donc petites, du bourgeon terminal : le plus faible nombre de chloroplastes et l�absence de d�p�ts divers sur les parois lat�rales laissent mieux voir les divers organites.

La feuille ne pr�sente que 2 couches de cellules, �quivalentes des 2 �pidermes d�une feuilles a�rienne, et c�est l��piderme sup�rieur, aux cellules deux fois plus larges qu�il vaut mieux observer directement, apr�s avoir pris soin de placer la feuille face inf�rieure en contact avec la lame.

La premi�re photo est tr�s classique. Les parois lat�rales ne sont pas parfaitement nettes car la mise au point a �t� intentionnellement faite imm�diatement sous la paroi cellulaire en contact avec la lamelle :

La m�me mise au point est conserv�e pour la photo suivante. On a cadr� sur une partie de la cellule centrale de la pr�paration pr�c�dente � un tr�s fort grossissement (x 1000 au microscope + zoom de l�appareil photo) : on voit le noyau, du moins sa moiti� plaqu�e contre la paroi frontale, l�autre moiti� �tant invisible car plaqu�e contre la paroi lat�rale. Chaque chloroplaste montre nettement une dizaine de grana et, si les contraintes de compression de cet article le permettent, on distinguera les mitochondries (les 100 � 200 petits organites gris clair allong�s ou ronds, dispos�s de mani�re non homog�nes dans le hyaloplasme) :

Les feuilles de l��lod�e disponible � Noum�a ( Egeria densa ?) apparaissent finement dentel�es � l��il nu :� chaque dent correspond � une seule cellule � paroi orang�e plus �paisse, avec un noyau (dont le nucl�ole) souvent bien visible ainsi que le hyaloplasme s��coulant comme de la gel�e. Dans les conditions de faible �clairement d�un labo, la vacuole des cellules p�riph�riques finit par se charger d�un colorant mauve du plus bel effet :

II/ Il est �galement possible de provoquer des mouvements, tels ceux de la plasmolyse et simultan�ment du stomate

Ci-dessous un �piderme inf�rieur de foug�re color� au rouge neutre et observ� dans une goutte d�eau de mer : l�ostiole s�est referm�e. Cette manipulation permet aux �l�ves de bien assimiler la diff�rence entre paroi et membrane plasmique, respectivement : �paisseur/finesse, rigidit�/�lasticit�, perm�abilit� totale/partielle. Se sera d�autant mieux appropri� la notion de cellule, y compris au niveau de sa structure en 3D, l��l�ve de seconde qui l�aura examin�e sous plusieurs angles et l�aura soumise � des contraintes, � la mani�re d�un enfant qui s�initie � la technologie en d�montant et cassant syst�matiquement ses jouets.�

�

III/ La biodiversit� dans une goutte d�eau : une culture �g�e d�algues livre souvent de riches observations

Dans un ballon de 500 ml, verser 300 ml d�eau, ajouter de l�engrais liquide NPK complet (= avec oligo-�l�ments) pour fleurs � 2 fois la dose pr�conis�e sur l��tiquette, ensemencer avec une dizaine de grammes de terre de pr�f�rence pr�lev�e sur sol humide et laisser en lumi�re naturelle pr�s d�une fen�tre pendant un mois.

Si dans un autre ballon on ajoute � cet engrais 5 � 10 ml de lait et un peu de vase de ruisseau ou de mare, on a des chances d�observer �galement des vorticelles (coloniales dans le film1) et de fantomatiques amibes dont le d�placement lent laisse parfaitement voir fonctionner la vacuole pulsatile.

Au bout de 8 � 15 jours, les premiers cili�s sont les petits colpodes et autres colpidium habituels. Laisser la lamelle retomber � plat sur la goutte d�eau de mani�re � emprisonner quelques grosses bulles d�air : leur r�partition autour de la bulle, une fois rar�fi� le dioxyg�ne dissous dans l�eau recouverte de la lamelle, montre que ces animaux unicellulaires respirent, la respiration se d�roule donc au niveau m�me de la cellule comme le d�montrera d�finitivement  l�ExAO avec la levure :�

�������

Voir aussi le film 2.

Au bout d�un mois, il y�a de bonnes chances de pouvoir observer de vraies (donc grandes) param�cies, ainsi que des rotif�res, la cyanobact�rie coloniale Oscillatoria etc. Dans le cas contraire le laboratoire de SVT du lyc�e du Grand Noum�a peut fournir un �chantillon � fin d�ensemencement (la culture finit par constituer un micro-�cosyst�me en �quilibre qui se conserve sans soins particulier pr�s d�une fen�tre pendant tr�s longtemps).

En d�but de TP, d�poser sur la lame une goutte � verte � aspir�e au fond du ballon.

Si une bulle a �t� emprisonn�e et que la photosynth�se a �t� stopp�e pendant quelques minutes avant d�allumer la lampe du microscope, le m�me attroupement que ci-dessus s�observe, mais pour des animaux plus gros et vari�s, en plus des colpodes toujours pr�sents� (param�cies, quelques rotif�res, un n�matode) : film 3.

La lente progression du filament colonial de la cyanobact�rie Oscillatoria est fascinante. Ci-dessous deux photos s�par�es d�une quinzaine de secondes. Le filament, tr�s long, a fait une boucle sur lui-m�me :

La boucle peut se compliquer, ci-dessous 3 images s�par�es de 20 secondes environ :

Parfois cependant le filament est assez court pour contenir dans le champ du grossissement moyen (film 4). Dans le film 5 (objectif � immersion + zoom de la cam�ra) on voit, notamment gr�ce aux chlorelles emp�tr�es dans le filament, que ce dernier tourne sur lui-m�me quand il � avance � ou � recule �.

Film� 6 : dans une boucle d�Oscillatoria se faufilent des param�cies (souplesse de la cellule animale sans le carcan d�une paroi) ou m�me un rotif�re ; qu�une unique cellule comme celle de la param�cie puisse percevoir les obstacles et y r�pondre aussi finement et vite qu�un m�tazoaire laisse perplexe�

Les param�cies, dans ce milieu pauvre en bact�ries, ont phagocyt� des chlorelles mais apparemment sans les dig�rer syst�matiquement, comme le font les individus de l�esp�ce Paramecium bursaria, un cas classique de symbiose plus ou moins stable : film 7. On observe � plusieurs reprises la vidange quasi-simultan�e des 2 vacuoles pulsatiles. Oscillatoria y change de sens de d�placement puis bute contre un amas de chlorelles et se plie.

Le film 8 met en �vidence, gr�ce � une chlorelle qui y tourbillonne, la fossette qui pr�c�de l�entonnoir buccal.

En 9, une (ou d�j� 2 ? Voir ci-dessous tous les organites en double) param�cie en t�lophase :

Au passage rien n�emp�che de s�int�resser � quelques m�tazoaires tels que les n�matodes (film non joint pour ne pas alourdir cette publication) et les rotif�res : films 6, 10 et 11.

Sur le film 10, on voit les deux yeux rouges du rotif�re. Les � castagnettes � situ�es � l�int�rieur, � l�aplomb des yeux, constituent son appareil masticateur (mastax). D�apr�s les f�ces �vacu�es en fin de film, la digestion des cellules chlorophylliennes ing�r�es est plut�t sommaire.

Le film 11 � grossissement 1000 montre bien le fonctionnement du mastax ainsi que la rapide d�glutition � travers l��troit �sophage que n�empruntent que des algues tr�s petites, eugl�nes notamment, le reste �tant rejet� vivement.

Gu�re deux � trois fois plus long qu�une param�cie, on imagine la tr�s faible taille de chacune des centaines de cellules de ce rotif�re, �voquant une invraisemblable brosse � dents �lectrique � deux t�tes avec option aspirateur qui interpelle fortement les �l�ves, y compris les plus passifs habituellement.