Les bactéries

« disposent de pigments rouges , jaunes ou bruns : les caroténoïdes.

Ces pigments les protègent contre les effets néfastes de la lumière.

En outre, une bactérie peut être caractérisée par la température de son milieu .

Les thermophiles peuvent vivre dans des eaux très chaudes, au-delà de 100 °C.

Par ailleurs, les acidophiles , qui prolifèrent à un pH (potentiel d'hydrogène) de l ou 2, meurent à un pH de 7 tandis que les alcalophiles ou basophiles aiment les milieux où le pH atteint 9 à 11.

Enfin , les barophiles supportent des pressions très élevées , jusqu'à plusieurs tonnes au centimètre carré.

Chaque bactérie est composée d'une seule cellule protégée par une paroi mesurant de l à 2 µm.

Cette paroi a une fonction protectrice et donne la forme à ce micro-organisme.

Elle est principalement composée de sucres complexes.

Parfois , s'ajoute à la paroi une capsule qui peut jouer un rôle dans la virulence des espèces pathogènes .

En outre, cette cellule est composée d'un cytoplasme représentant le contenu cellulaire.

Ce cytoplasme est un gel colloïdal constitué de 80% d'eau et de substances dissoutes (sels minéraux , protéines et glucides) et de la macromolécule organique qu'est l'acide ribonucléique ARN.

Il dispose aussi de vacuoles, des inclusions et des pigments .

Sa membrane cytoplasmique assure les échanges de la cellule avec le milieu extérieur grâce à des enzyme s, catalyseurs de transformation chimique.

Concernant le passage de substances, la membrane devient semi­ perméable ou sélectivement perméable .

Au sein du cytoplasme , se trouve leur matériel génétique constitué d'un chromosome en forme de cercle.

Par ailleurs, certaines bactéries disposent de flagelles ou de cils qui leur permettent de se déplacer avec vivacité.

Selon la quantité et l'emplacement de ces organites, les bactéries peuvent être divisées en quatre groupes.

Les monotriches ne disposent que d'un seul flagelle à l'une des extrémités de la cellule.

Les lophotriches qualifient les bactéries possédant une touffe de flagelles polaires et les amphitriches ne possèdent qu'un flagelle à chaque pôle .

Enfin , les péritriches possèdent des flagelles qui sont placés tout autour de la cellule .

1n11.1i1J:1.1M111 Une des caractéristiques principales des bactéries est leur taille très petite .

Les bactéries mesurent en général de l à 5 microns de diamètre .

Elles existent sous différents aspects : cylindrique (bacille), sphérique (coque), en forme de virgule (vibrion) ou de S (spirille ).

De nombreuses formes de bacilles peuvent être observées : très fines ou épaisses, courtes ou longues , à extrémités arrondies, effilées en fuseaux , à bouts carrés, renflées en massue .

Quant au regroupement des bactéries, il est aussi variable : bacilles isolés, groupés par paires , en chaînettes, accolés en palissades, rassemblés en paquets .

En outre, les microcoques peuvent se présenter comme de petites billes sphériques ou sous un aspect réniforme (méningocoques et gonocoques).

lis peuvent être également oblongs ou ovalaires (pneumocoques).

lis peuvent être isolés ou groupés : soit deux par deux (diplocoques), quatre par quatre (tétrades), en amas ou en chainettes (streptocoques).

Tout comme les autres êtres vivants, les bactéries se développent , respirent et se reproduisent.

Elles ont un cycle vital court qui dure de quelques dizaines de minutes à quelques heures .

NUTRITION Leur première activité importante est la nutrition.

Pour se développer , la bactérie doit réaliser la synthèse de ses substances organiques à partir de matériaux et d'énergie .

Elle a donc besoin de grandes quantités d'eau , de carbone, d 'hydrogène, d'oxygène et d'azote .

À une concentration moindre , elle utilise du soufre , du phosphore, du sodium, du potassium et du chlore .

Enfin, à des taux beaucoup plus faibles, elle s'alimente d'oligo-éléments .

Les différents types de nutrition permettent de distinguer les bactéries autotrophes , chimiotrophes et hétérotrophes .

Mais il existe d'autres distinctions .

Une bactérie est dite osmotrophe si elle absorbe des nutriments dissous dans une solution.

En revanche , la bactérie phagotrophe peut ingérer des petites particules solides de nutriments .

MÉTABOLISME Les bactéries qui ont besoin d 'air pour vivre sont dites aérobies .

En revanche , celles qui vivent dans des milieux dépourvus d'oxygène sont des anaérobies obligatoires.

On les trouve dans les intestins de mammifères et dans le lait, dans les milieux putrescents ou pollués, dans les sédiments et au fond de la mer .

Les bactéries anaérobies vivent grâce à l'oxydation.

À la place de l'oxygène, les micro­ organismes utilisent un ion (nitrate, sulfate et carbonate) afin d'oxyder la matière organique .

REPRODUCTION La reproduction des bactéries s'effectue par simple scission de la bactérie mère en deux bactéries filles après duplication de son génome.

Certaines bactéries se reproduisent par sporulation.

Elles fabriquent alors une spore très résistante capable de régénérer une bactérie entière lorsque les conditions de vie redeviennent favorables.

Sous cette forme , les bactéries peuvent survivre durant des millions d'années .

Ainsi, elles ont été retrouvées en état d 'hibernation dans d'années.

Par ailleurs , la crois sance des bactéries peut être très rapide et progresse généralement de manière exponentielle en raison du doublement de la population à chaque génération.

Elle se poursuit tant que les substances nutritives sont disponibles .

Lorsque ces dernières sont épuisées, les bactéries entrent dans une phase stationnaire qui leur permet de survivre, parfois longtemps .

ÉCOLOGIE BACTÉRIENNE Du CHAUD AU FROID Les bactéries thermophiles vivent dans les volcans et les sources hydrothermales sous-marines chaudes.

Ainsi , dans le solfatare de Pouzzols , une espèce d'archéobactérie, Solfulobus so/fataricus, vit à des températures proches de 100 •c.

Quant aux bactéries psychrophiles , elles sont adaptées au froid et se trouvent dans les régions polaires.

En outre , les bactéries halophiles sont présentes dans des milieux très salés.

Ainsi , les océans, la mer Morte et les lacs saturés en sel en contiennent.

Les bactérie s qui résistent à des fortes pres sions sont, quant à elles , appelées barophiles .

Enfin , certaines tolèrent les milieux acides et alcalins : elles sont dites acidophiles ou alcalophiles.

Les bactéries présentes dans les volcans sulfureux ou dans les sources hydrothermales sous-marines acides en sont des exemples.

L'espèce Thermophilia acidophilum vit à des températures extrêmement élevées et à 3,5 km de profondeur sous la surface terrestre dans un milieu dont le pH est d'environ l ou 2.

Certaine s d 'entre elles, les thiobactéries , fabriquent même de l 'acide et se trouvent dans les volcans et dans les mines de pyrite.

DES BACTÉRIES PATHOGÈNES Seulement 3 % des bactéries provoquent des maladies chez l'homme .

La plupart des maladies infectieuses apparaissent lorsque les défenses corporelles naturelles sont désorganisées et lorsque le système immunitaire est affaibli.

Elles dépendent aussi de la virulence de la bactérie .

La bactérie peut infecter de quatre façons différentes : • elle peut endommager les cellules et les tissus de l'hôte en les colonisant; • elle peut également produire une toxine qui empoisonne la partie infectée du corps ou le corps tout entier ; • elle entraîne des réactions allergiques ou d 'hypersensibilité qui commandent au système immunitaire de réagir et d'attaquer le corps lui-même.

Le tréponème de la syphilis, le vibrion du choléra et les bacilles du tétanos en sont des exemples ; • les bactéries peuvent aussi être responsables de maladies contagieuses chez les animaux de ferme (la tuberculose bovine ou la salmonellose du cheval) .

La bactérie a elle-même des parasites comme les virus bactériophage s.

DES BACTÉRIES INOFFENSIVES Mais de nombreuses espèces sont inoffensives ou jouent un rôle positif dans la chaîne du vivant.

Elles participent à la digestion chez les animaux, aux chaînes alimentaires et à la biodégradation .

Certaines bactéries vivent en association avec des algues.

Accolées les unes aux autres, leurs cellules forment les lichens dont celles sur les toits des maisons.

Une des principales caractéristiques des micro-organismes est leur adaptabilité.

Ainsi, quand le milieu devient sec, certaines bactéries peuvent former des spores, cellules au repos dotées de parois isolantes.

Des spores de bactéries datant d'un millier d'années ont été trouvées dans des sédiments.

Lorsque l'environnement redevient favorable , la spore germe et se multiplie .

Mais la variabilité des bactéries est aussi un mécanisme d'adaptabilité .

Plusieurs modes de variation existent.

• L'ADN du micro-organisme peut subir une mutation spontanée.

• Le mécanisme de conjugaison peut se déclencher lorsqu 'une bactérie mâle donne une partie de son ADN à une bactérie femelle.

• Dans le mécanisme de transformation, la bactérie peut absorber l'ADN de son environnement et l'intégrer à son propre ADN.

Dans ces deux derniers cas, les nouveaux gènes acquis par la bactérie, seront transmis à leurs descendantes .

Ainsi, certaines bactéries deviennent capables d 'utiliser un nouveau nutriment ou de résister à une substance toxique ou à un antibiotique .

Enfin, certains microbes peuvent vivre en association avec d'autres organismes.

Par exemple, les lichens sont des associations algue-bactérie.

Quant aux commensaux, ils sont une association entre la bactérie et l'animal.

DANS LES CYCLES BIOLOGIQUES Les organismes vivants dépendent des bactéries .

Ces derniers représentent 90% des réactions biochimiques produite s sur terre .

lis sont à la base des chaînes alimentaires et participent aussi à la digestion.

Certains éléments chimiques sont nécessaires pour la croissance des organismes vivants.

Par exemple l'azote entre dans la composition des protéines .

Dans le cycle de l'azote, il passe de l'état libre dans l'air , à l'état combiné (ammoniac, nitrate) dans le sol puis à l'état organique (protéine) dans les plantes .

Ce cycle de l'azote comprend deux processus : d'une part la captation et l'assimilation de l'azote par les plantes pour élaborer leurs constituants azotés organiques et d 'autre part la dégradation de ces mêmes matières végétales ou animales.

L'action microbienne joue un rôle important dans la transformation de l'azote inorganique en azote organique ou lors de l'opération inverse.

Des bactéries du sol capturent donc l'azote abondant dans l'atmosphère comme les aérobies (/1.zotobader) ou les anaérobies (Clostridium, Pledridium ou Desulfovibrio) .

La fixation peut être également symbiotique.

Les bactéries Rhizobium forment des nodosités dans les racines des légumineuses .

Puis , à la mort des végétaux et des animaux ou lors de l'élimination des déchets, les bactéries restituent l'azote organique sous forme de nitrates ou d'azote atmosphérique.

Elles décomposent alors les matières azotées organiques et forment de l'ammoniac.

Ce dernier est ensuite oxydé en nitrites par des bactéries telles que les Nitrosomas puis en nitrates par des Nitrobader .

Ces nitrates sont réutilisés par les plantes ou sont transformés en azote moléculaire qui rejoint l'atmosphère .

Le cycle de l 'azote peut alors reprendre .

Les micro-organismes interviennent également dans le cycle du carbone , lié à celui de l'oxyg ène.

Les bactéries aérobies consomment l'oxygène de l'air et rejettent du gaz carbonique .

De plus, les micro-organismes aérobies et anaérobies permettent de restituer le gaz carbonique dans l'atmosphère à partir de la matière organique issue de la putréfaction de matières telles que le bois .

Enfin, le cycle du soufre dépend presque exclusivement des bactéries.

Cet élément est un constituant des protéines et de certaines vitamines.

Dans le sol, les bactéries sulfureuses convertissent le sulfure issu de la décomposition des organismes morts en sulfates utilisables par les plantes.

De plus, au fond des océans, certains vers marins abritent des bactéries sulfureuses.

Ils se nourrissent de la matière organique que les micro­ organismes ont synthétisé à partir des sulfures absorbés par ces mêmes vers et présente dans les sources hydrothermales .

R6LE DANS LA DIGESTION Le corps humain renferme dix fois plus de bactéries que de cellules humaines , soit cent mille milliards.

Ces bactéries commensales utilisent l'individu comme source d 'alimentation et de chaleur sans lui nuire.

S'ils apportent un bénéfice à l'hôte tel que produire des vitamines, ils sont nommés symbiotes .

La peau , la gorge, le nez, l'oreille et la conjonctive de l'œil sont peuplés de staphylocoques et de streptocoques.

Les bactéries sont responsables de l'odeur des aisselles .

Elles sont aussi présentes dans la bouche à travers la plaque dentaire et dans les intestins.

Certaines bactéries contribuent à la digestion grâce à des enzymes que l'homme ne possède pas.

Enfin , certains micro-organismes participent à la digestion animale.

Les ruminants comme la vache et le mouton possèdent un premier estomac dans lequel la digestion de la cellulose s'effectue grâce à l'action de bactéries aérobies.

Dans l'intestin des termites et de certains mollusques , des bactéries décomposent aussi la cellulose présente dans le bois rongé.. »