Laminariales (Laminaires et algues apparentées)

Noms français

Laminaires. Ce nom peut avoir un sens plus ou moins large. Au sens strict, il désigne les algues brunes du genre Laminaria. Au sens large, les « laminaires » peuvent inclure les Nereocystis et les Macrocystis, qui appartiennent également à l'ordre des Laminariales, mais le nom ne peut pas être appliqué aux Fucus et aux Ascophyllum, qui appartiennent à l'ordre des Fucales. Inversement, c'est à tort que le mot « varech » est parfois utilisé pour désigner les Laminariales : ce mot désigne soit uniquement les Fucus, soit l'ensemble des Fucales, soit l'ensemble des algues rejetées par la mer sur les plages.

Fucus vesiculusus

Noms anglais

Kelp. Ce mot, employé au singulier ou au pluriel, désigne normalement l'ensemble des algues brunes de l'ordre des Laminariales, dont la fronde aplatie ressemble à une grande feuille.

Morphologie

Plusieurs des laminariales sont de grandes algues marines à texture ferme rappelant le cuir. Leur forme est plutôt variable, mais la plupart possèdent un ou plusieurs crampons ressemblant à des racines, un stipe flexible ressemblant à une tige et une ou plusieurs parties aplaties ressemblant souvent à des feuilles.

Le cycle biologique des laminariales se caractérise souvent par une alternance de générations respectivement appelées sporophyte (grande plante produisant des spores) et gamétophyte (plante microscopique produisant des gamètes). Le genre Macrocystis comprend sans doute les laminariales les plus spectaculaires, atteignant parfois un poids de plus de 200 kg. Le plus long spécimen de Macrocystis jamais observé mesurait 47 m.

Ascophyllum nodosum

Classification et répartition

La plupart des espèces de laminariales vivent dans le Pacifique, mais un certain nombre se rencontrent dans l'Atlantique.

Au Canada, plusieurs espèces ont une importance économique. Le Laminaria saccharina et le L. longicruris (considérés comme la même espèce par certains auteurs) sont présents sur la côte de l'Atlantique depuis l'est de l'Arctique jusqu'au New York ainsi que sur la côte du Pacifique depuis l'Alaska jusqu'au Washington.

Le L. setchellii et le L. groenlandica ont également une certaine importance économique en Colombie-Britannique. Le Nereocystis leutkeana n'a encore qu'une importance économique limitée en Colombie-Britannique, mais sa grande biomasse permet d'entrevoir un potentiel considérable. Le Macrocystis integrifolia est sans doute l'espèce canadienne la plus importante sur le plan économique (en termes de dollars, mais non de masse récoltée).

Un autre ordre d'algues brunes, les Fucales, renferme également des espèces vendues dans le commerce à des fins médicinales, parfois en anglais sous les appellations « kelp » ou « fucus », mais ce ne sont pas des laminaires, et pas nécessairement des Fucus. Les principales espèces de fucales qu'on trouve dans le commerce sont le Fucus vesiculosus, fréquent sur les côtes rocheuses de l'Atlantique et du Pacifique, et l'Ascophyllum nodosum, des côtes de la mer du Nord, de l'ouest de la Baltique et de l'est du Canada. Les propriétés pharmacologiques de ces algues sont semblables à celles des laminariales.

Carte de répartition

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Description – Carte de répartition

Dans l’Océan Pacifique, on trouve les espèces Laminaria groenlandica, Laminaria saccharina, Laminaria setchellii, Nerocystis leutkena and Macrocystis integrifolia. Dans l’Océan Atlantique, on trouve Laminaria saccharina et Laminaria longicruris.

Écologie

Les laminariales sont bien adaptées aux eaux froides et aux ciels couverts. Elles dominent généralement la flore des étages médio-littoral inférieur et infra-littoral supérieur. Dans une bonne partie de la planète, les herbiers d'algues brunes sont des écosystèmes côtiers importants, pouvant supporter de grandes pêcheries commerciales et récréatives. Ces herbiers augmentent énormément la superficie des substrats pouvant accueillir d'autres organismes marins et contribuent ainsi à la biodiversité.

Les laminariales ont une croissance rapide, malgré la température souvent froide des eaux où elles vivent, et elles fournissent nourriture et habitat à de nombreuses espèces marines. Les oursins sont des prédateurs très importants des laminariales, mais leurs populations sont contrôlées par les homards, les crabes et les loutres de mer.

La disparition des herbiers de laminariales dans de vastes secteurs d'eau peu profonde des côtes Atlantique et Pacifique a été imputée à une pêche excessive du homard et du crabe, dans le cas de l'Atlantique, et à l'élimination des populations canadiennes de loutre de mer par les chasseurs qui approvisionnaient au 18e siècle le marché européen de la fourrure, dans le cas du Pacifique.

Des loutres de mer provenant de l'Alaska ont récemment été libérées dans le nord-ouest de l'île de Vancouver, et l'espèce est en train de rétablir son aire le long de la côte de Colombie-Britannique. Cette réintroduction a entraîné une diminution des populations d'oursins et, par voie de conséquence, une reconstitution des bancs de laminariales qui étaient autrefois assez vastes pour former une voie navigable abritée entre ces bancs et la côte.

Usages médicinaux

Les algues étaient utilisées en phytothérapie chinoise traditionnelle dès le 16e siècle, et les algues brunes ont également été utilisées en médecine populaire en Occident. Jusqu'à tout récemment, il y avait bien peu de données sur la valeur pharmacologique de ces plantes, sauf en ce qui concerne leur capacité de compenser une carence en iode.

Les comprimés et les poudres de « varech » sont aujourd'hui des préparations très populaires en Amérique du Nord, et certains prétendent que ces algues sont utiles dans le traitement d'un grand nombre d'affections.

Les propriétés thérapeutiques des algues brunes ont été largement attribuées à leur contenu en oligo-éléments, surtout l'iode, qui est généralement 20 000 fois plus concentré dans les algues que dans leur habitat aquatique. Cependant, les concentrations d'iode varient beaucoup d'une espèce à l'autre et même à l'intérieur d'une même espèce, de sorte que les produits commerciaux peuvent offrir des doses fort différentes.

En raison de leur très forte teneur en iode, les algues brunes ont été utilisées pour traiter le goitre, mais à cause de la grande variété des concentrations et des conditions d'absorption de l'iode fixé et non fixé dans la plante, ce traitement est tombé en désuétude. Chez les adultes, l'apport quotidien recommandé d'iode n'est que de 150 microgrammes et, normalement, la glande thyroïde n'utilise pas l'excédent d'iode. De plus, de très fortes doses d'iode peuvent induire ou exacerber l'hyperthyroïdie.

Aujourd'hui, soixante pour cent de tout le sel comestible est iodé, aussi a-t-on vu une réduction marquée des troubles associés à la carence en iode, qui était la cause principale de retard mental évitable dans le monde entier jusqu'à tout récemment. Avant 1990, environ 40 millions d'enfants qui venaient au monde chaque année risquaient d'être atteints de déficience mentale à cause d'une carence en iode dans l'alimentation de leur mère. En 1997, ce chiffre avait chuté à environ 28 millions.

Les algues brunes sont maintenant commercialisées comme agent amaigrissant; en effet, elles sont censées accroître la production d'hormones thyroïdiennes qui accélèrent le métabolisme et éliminent les dépôts de graisse. Si certains ont allégué que les algues étaient efficaces pour le traitement de l'obésité, il reste que ces traitements sont considérés comme potentiellement dangereux et fortement déconseillés par la communauté médicale.

Les polyphénols présents dans les algues brunes ont une activité antibiotique, ce qui peut être utile pour application externe. L'algine contenue dans les laminaires est un laxatif mucilagineux doux. Les fucanes des laminariales et des fucales sont des polysaccharides sulfatés. Des recherches récentes ont révélé que ceux-ci pouvaient être utilisés comme agents antithrombiniques, anticancéreux et anticoagulants. De toutes ces propriétés, c'est sans doute l'activité antitumorale qui est la plus excitante; les résultats préliminaires indiquent en effet que les fucanes sont des agents anticancéreux très puissants. De plus, certaines préparations commerciales d'algues brunes sont très riches en calcium et en magnésium, deux électrolytes qui ont une grande valeur nutritionnelle.

Une autre application médicale intéressante repose sur la capacité des stipes séchés de Laminaria d'augmenter de 3 à 5 fois leur circonférence originale lorsqu'ils sont mouillés. Ces stipes séchés ont été utilisés pour produire une dilatation mécanique non instrumentale du canal cervical pendant l'accouchement et lors d'un traitement gynécologique.

Toxicité

Comme nous l'avons noté ci-dessus, l'auto-médication avec les algues brunes dans le but de réguler les taux d'iode est dangereuse parce que les concentrations d'iode ne sont pas normalisées dans les préparations commerciales. En outre, les laminariales ont une forte teneur en sodium et doivent donc être évitées par les personnes qui ont une diète hyposodique.

S'il est vrai qu'elles sont censées inhiber l'absorption des métaux lourds chez les humains, il reste qu'elles peuvent accumuler de fortes concentrations de métaux lourds comme le strontium et le cadmium ainsi que des concentrations toxiques de plomb lorsqu'elles poussent dans des eaux polluées.

Autre danger potentiel, les algues brunes peuvent accumuler l'arsenic, si les eaux sont polluées. Les fabricants de produits à base d'algues brunes doivent veiller à ce que des concentrations toxiques de ces métaux ne se retrouvent pas dans leurs produits.

Composition chimique

Les algues brunes contiennent des quantités considérables d'algine, un polysaccharide ayant un poids moléculaire élevé, qui représente près de la moitié du poids sec de certaines espèces. Dans l'eau, l'algine produit des solutions colloïdales visqueuses ou des gels, comme les carraghénanes et les agars commerciaux obtenus à partir des algues rouges. Tous ces hydrocolloïdes sont des constituants structuraux primaires des parois cellulaires des algues brunes et des algues rouges. Contrairement à la cellulose présente dans les plantes terrestres, qui apporte la rigidité nécessaire pour résister à la gravité, les hydrocolloïdes donnent aux algues la souplesse dont elles ont besoin pour résister aux courants et aux vagues. Bien qu'elles soient avant tout utilisées pour toute une gamme d'applications industrielles et alimentaires, les algines sont également utilisées en médecine, surtout comme transporteurs de produits pharmaceutiques.

La description de cette image suit.
Description de l’image ci-dessus

Les Laminariales (Laminaires et algues apparentées) sont souples afin de résister aux courants et aux vagues. Le Laminaria saccharina est enraciné près de la surface de l'eau et n'a qu'une seule fronde. Le Macrocystis integrifolia a plusieurs frondes tout le long de sa tige, est enraciné plus loin de la surface de l'eau, et est plus grand que le Laminaria saccharina. Le Nereocystis leutkeana a seulement des frondes au sommet de sa tige, est enraciné plus loin de la surface de l'eau, et est plus grand que le Macrocystis integrifolia.

Usages non médicinaux

Tout comme de nombreuses plantes terrestres, les grandes algues marines ont plusieurs usages. Bien des algues brunes ont été très utilisées dans le passé comme engrais agricole, et notamment comme source de potasse (composé fournissant du potassium).

Lorsqu'employées comme amendement, les algues marines tendent à être riches en azote et en oligo-éléments, mais pauvres en phosphate. Elles présentent cependant l'avantage d'être exemptes de champignons et de mauvaises herbes.

De même qu'il existe une certaine mystique attribuant aux algues brunes des bienfaits pour la santé humaine, certains estiment que les algues ont des avantages nutritifs particuliers pour les plantes terrestres, et des recherches considérables ont été entreprises sur les facteurs de croissance qui seraient présents chez les algues marines (il pourrait s'agir d'hormones végétales, notamment de cytokinines). On a même mis sur le marché des extraits d'algues marines qui stimuleraient la croissance végétale. On a aussi avancé que l'acide alginique (substance vendue sous la marque Nomozan) pourrait protéger certaines cultures contre les virus, à la manière d'un vaccin.

L'algine extraite des laminariales et d'autres algues est utilisée pour la fabrication de plus de 300 produits commerciaux. On apprécie particulièrement la capacité de cette substance à maintenir en suspension les divers agents entrant dans la composition d'aliments, de cosmétiques et de divers mélanges liquides vendus dans le commerce. Dans le domaine alimentaire, l'algine est employée pour empêcher la formation de cristaux de glace dans la crème glacée, pour émulsionner les vinaigrettes, les sorbets et les fromages, pour clarifier et stabiliser la mousse de la bière, pour épaissir les sauces et les puddings et même comme agent de remplissage dans les barres de chocolat.

De plus, les alginates entrent dans la composition de nombreux produits non comestibles, dont des plastiques, des peintures, des adhésifs et des pneus de caoutchouc. L'algine est aussi utilisée sous forme de fibre, pour la fabrication de haut-parleurs et de vêtements à l'épreuve du feu. Les alginates sont enfin employées par les industries du papier et du soudage. Sur la côte est du Canada, l'algue Ascophyllum nodosum est récoltée pour l'algine qu'elle renferme.

Les glucides présents dans les laminariales ne sont normalement pas digérés par les humains, et les trois quarts de la matière sèche de la plupart des algues brunes comestibles ne sont pas assimilés. Malgré tout, les laminariales sont consommées directement comme légumes ou condiments, principalement en Chine et au Japon.

Comme les autres algues marines, les laminariales sont récoltées dans les régions côtières comme fourrage sec pour le bétail, malgré leur faible digestibilité. Elles sont même parfois cultivées comme fourrage destiné aux élevages d'animaux marins, notamment pour la culture des ormeaux.

Une combinaison spéciale d'oeufs de poisson fixés à des algues brunes, très prisée dans les restaurants à sushi du Japon, a été produite en Colombie-Britannique en faisant pondre des harengs sur des laminariales, en enclos. Cette industrie est surtout gérée par les autochtones, et la récolte annuelle est évaluée à plus de 20 millions de dollars.

Aux États-Unis, durant la crise du pétrole, la société General Electric a mis au point un procédé permettant d'utiliser les algues brunes comme substrat pour la production de biogaz (méthane). Des sociétés canadiennes sont en train de vérifier si cette technologie pourrait servir à réduire le coût élevé de l'énergie dans le Canada arctique.

Culture et potentiel commercial

La récolte non contrôlée des algues a entraîné une réduction des réserves naturelles de certaines espèces d'algues, mais il existe dans quelques régions du monde des établissements de culture d'algues, ce qui réduit la pression exercée sur les populations sauvages de ces végétaux. La polyculture marine (combinaison de pisciculture et de culture d'algues) est une manière ingénieuse de faire métaboliser par des algues les sous-produits de l'élevage de poissons.

La Chine est un producteur important d'algues marines cultivées, avec une récolte de plus de 2,5 millions de tonnes par année de Laminaria japonica. La principale espèce cultivée au Japon est le nori (surtout le Porphyra yezoensis, une algue rouge, et non une algue brune), et la valeur de cette industrie est estimée à 1,5 milliard de dollars U.S. par année (le marché américain des algues comestibles est seulement de 30 millions de dollars par année environ).

L'industrie canadienne de culture des algues se développe lentement par rapport à celle de plusieurs pays où les salaires sont peu élevés et où le climat chaud permet une culture toute l'année. On a cependant entrepris la culture du Laminaria saccharina et du L. groenlandica sur la côte du Pacifique, pour le marché oriental et le marché des aliments naturels.

En ce moment, le Canada n'approvisionne qu'environ 2 % du marché mondial des algues marines, mais cette industrie présente un potentiel de croissance énorme, particulièrement sur la côte du Pacifique, riche en espèces. En fait, avec ses 20 espèces de laminariales, la côte de Colombie-Britannique est une des régions du monde qui présente la plus grande diversité de ces algues, et on estime que plus de 650 000 tonnes de laminariales y poussent à l'état sauvage. La réglementation canadienne actuelle autorise une récolte annuelle de 100 000 tonnes, dans le cadre de règles de conservation rigoureuses, mais moins de 1% de cette quantité a été récoltée en 1996.

De tous les pays du monde, le Canada est celui qui possède le littoral le plus long. Il semble donc que les algues marines de ses eaux froides pourraient être exploitées davantage. Dans l'avenir, le milieu marin pourrait se révéler beaucoup moins pollué au Canada qu'ailleurs dans le monde, ce qui serait très favorable à la production d'algues et de produits d'algues destinés à la consommation humaine. Cette ressource naturelle présente un potentiel énorme sur le plan économique et mérite de recevoir la meilleure protection possible.

Mythes, légendes et anecdotes

  • Les Aïnous du nord du Japon récoltaient déjà les Laminaria comme aliments au 8e siècle. À une époque ultérieure, seules les classes supérieures de la société japonaise étaient autorisées à consommer ces végétaux.
  • Les Amérindiens de la côte de Colombie-Britannique étiraient les stipes de laminariales pour en faire des lignes à pêche et utilisaient à la manière de bouteilles les parties creuses de la base de ces algues.
  • Selon une vieille superstition des marins, on peut obtenir que le vent se lève en faisant tourner une pièce de laminaire autour de sa tête et en sifflant.
  • Selon une autre superstition ancienne, on peut garantir des entrées constantes d'argent dans une maison en remplissant un pot de whisky, en y mettant des laminaires, en refermant bien le pot et en le plaçant à la fenêtre dans la cuisine.

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