Mouvements des diatomées V. Le pivotement polaire spatial de Gomphonema acuminatum Ehrenberg

Movements of diatoms V. The median polar pivoting of Gomphonema acuminatum Ehrenberg

42 rue de Malvoisine, 45800 St-Jean de Braye, France

Résumé

Le pivotement polaire médian dans l'espace aquatique de Gomphonema acuminatum Ehrenberg est un des nombreux mouvements possibles réalisés par cette diatomée biraphidée. Ce mouvement jamais décrit jusqu'à ce jour justifie ici une étude complète. Les rotations de 90° à 300°, parfois en moins de 2 secondes, avec glissement simultané ou non, le long du raphé, pose de délicats problèmes de biomécanique pour la compréhension de la motricité des diatomées. L'enregistrement vidéo du pivotement polaire permet une analyse précise, image par image, au 1/24^ème de seconde et révèle des particularités surprenantes de ce mouvement. Par ailleurs, la cinématique graphique et les équations simplifiées de la mécanique classique permettent, d'une part, de tester les hypothèses de Drum & Hopkins (1966) et d'Edgar & Pikett-Heaps (1983) sur le mouvement des diatomées et, d'autre part, de quantifier les efforts développés au cours de ces mouvements grâce à la connaissance de la densité des diatomées. Les deux théories sont discutées en fonction des problèmes posés par la morphologie de la diatomée, les caractéristiques du mouvement et les dimensions géométriques du support constitué par le substrat naturel dans lequel évolue la diatomée. Pour ce mouvement, l'hypothèse d'Edgar & Pickett-Heaps (1983) semble la mieux adaptée, quoique avec réserve, aux observations et aux exigences de la biomécanique.

Abstract

The median polar pivoting in aquatic media of Gomphonema acuminatum Ehrenberg is one of the numerous possible movements achieved by this biraphide diatom. This movement, never described until now, justifies a complete study because the rotations from 90° to 300° in less than two seconds, with or without simultaneous sliding along the raphe presents a serious of biomechanics in order to understand the motor functions of diatoms. Video recording of the polar pivoting, frame by frame, at 1/24 second allows a precise analysis and demonstrates the amazing characteristics of this movement. Moreover, tools as graphical cinematical analysis and simplified equations of standard mechanics, enable, on the one hand, testing of the assumptions of Drum & Hopkins (1966) as well as Edgar & Pickett-Heaps (1983) on the movement of diatoms, and on other hand, quantification of the efforts developed during these movements thanks to the knowledge of diatoms density. Both theories are discussed as a function of the problems raised by diatom morphology, the characteristics of this movement and the geometrical dimensions of the support, constituted by the natural sustrata in which the diatom moves. For this movement, Edgar & Pickett-Heaps (1983) hypothesis seems better suited to bio-mechanic observations and particularities.