Spirogyre (Spirogyra), conjugaison scalariforme (x20)

Les filaments des spirogyres sont constitués par la mise bout à bout d'un certain nombre de cellules. Chacune comporte une paroi cellulosique, un noyau, une grande vacuole centrale, auxquels s'ajoutent donc un ou plusieurs chloroplastes hélicoïdaux adossés à la paroi, et qui incorporent à intervalles réguliers des pyrénoïdes.

Comme de nombreuses algues filamenteuses, les spirogyres peuvent se reproduire par voie végétative, par exemple par simple cassure, ou individualisation, d'un fragment de filament, dont les cellules peuvent ensuite se diviser transversalement. De son côté, la reproduction sexuée met en jeu un mécanisme plus complexe et intéressant à observer. Pour se reproduire, deux filaments distincts de la même espèce de spirogyre vont se positionner parallèlement l'un à l'autre, et s'associer par l'intermédiaire de tubes de conjugaison, ou siphons, qui vont chacun connecter une cellule du premier filament avec une cellule du second filament. Sous le microscope, l'ensemble ressemble à une sorte d'échelle, d'où le nom de conjugaison scalariforme donné à cette organisation particulière.

Au niveau du premier filament, que l'on va considérer ici comme étant un filament mâle, le contenu des cellules va glisser par l'intermédiaire des tubes un peu à la manière d'une amibe vers les cellules juxtaposées du second filament. A l'intérieur de la paroi, les deux cytoplasmes ainsi que les deux noyaux font fusionner, pour former un zygote diploïde appelé zygospore. Dans ce mécanisme, les cellules mobiles, situées d'un côté, et les cellules immobiles, situées de l'autre, peuvent être considérées comme des gamètes, respectivement mâles et femelles. Cependant, elles dérivent simplement de cellules végétatives, sans qu'il y ait eu division. Le fait que les gamètes mâles transitent par l'intermédiaire des tubes de conjugaison (siphons) pour rejoindre les gamètes femelles sans contact avec le milieu externe est un mode de reproduction qui porte le nom de siphonogamie. La siphonogamie s'observe aussi chez les champignons, et c'est également le mode de reproduction en vigueur chez les plantes à graines (le ou les gamètes mâles étant délivrées par l'intermédiaire des tubes polliniques émanant des grains de pollen).

Chez les spirogyres, le zygote diploïde va s'entourer d'une épaisse paroi protectrice brun sombre, qui va lui permettre notamment de survivre à la mauvaise saison. Le filament porteur des zygospores va se désagréger, et ces dernières vont couler pour hiberner dans la vase (si le plan d'eau se dessèche, elles peuvent aussi être emportées par le vent). Lorsque les conditions seront à nouveau favorables, le zygote va entamer une méiose, dont seule une cellule haploïde survivra, pour redonner un nouveau filament, bouclant ainsi le cycle.