chapitre 27 Bactéries et Archées 643
Bactéries
et Archées
27
m Figure 27.1 Pourquoi l’eau de ce lac
est-elle rose ?
évolution
ConCepts Clés
27.1 Des adaptations structurales, fonctionnelles
et génétiques contribuent au succès
des procaryotes
27.2 La reproduction et les mutations rapides,
de même que la recombinaison génétique,
favorisent la diversité génétique des
procaryotes
27.3 De très nombreuses adaptations nutritionnelles
et métaboliques sont apparues chez
les procaryotes
27.4 La systématique moléculaire fait la lumière
sur la phylogenèse des procaryotes
27.5 Les procaryotes remplissent des fonctions
essentielles dans la biosphère
27.6 Les procaryotes ont sur les humains des effets
tant défavorables que bénéfiques
introduCtion
Les maîtres de l’adaptation
Pendant les chaleurs estivales, des portions du Grand Lac Salé
de l’Utah deviennent roses (figure 27.1), signe que l’eau est
si salée qu’elle déshydraterait votre peau si vous vous y
baigniez. La concentration en sel peut atteindre 32 %, soit
près de dix fois celle de l’eau de mer. Il ne faut pas attribuer
la couleur saisissante de l’eau à des minéraux ni à d’autres
sources inanimées, mais bien à des organismes vivants. Quels
organismes peuvent bien vivre dans un environnement aussi
hostile et, surtout, comment ?
La teinte rose du Grand Lac Salé s’explique par la présence
de trillions (10
18
) de Procaryotes appartenant aux domaines
des Bactéries et des Archées, notamment des Archées du
genre Halobacterium. La membrane de ces microorganismes
renferme des pigments rouges, dont certains captent l’énergie
lumineuse qui alimente la synthèse de l’ATP. Les espèces du
genre Halobacterium comptent parmi les organismes les plus
tolérants au sel ; ils prospèrent dans des milieux salins qui
déshydratent et tuent d’autres types de cellules. En fait,
Halobacterium prévient la perte d’eau par osmose en pompant
les ions potassium (K
1
) dans sa membrane jusqu’à ce que la
concentration ionique à l’intérieur de la cellule corresponde
à la concentration extérieure.
Comme Halobacterium, de nombreux Procaryotes tolèrent
des conditions extrêmes. Deinococcus radiodurans, par exemple,
peut survivre à des radiations de 3 millions de rads (soit
3 000 fois la dose mortelle pour l’humain), tout comme un pH
de 0,03 (une acidité capable de dissoudre le métal) n’empêche
pas Picrophilus oshimae de se développer. D’autres Procaryotes
vivent dans des environnements trop froids ou trop chauds
pour que la plupart des autres organismes puissent les supporter, et on en a même découvert dans des roches situées dans
la croûte terrestre, à plus de trois kilomètres de profondeur.
Les espèces procaryotes sont aussi très bien adaptées à des
habitats plus « normaux » dans les sols et les eaux où vivent
la plupart des espèces. Leur capacité d’adaptation à toutes
sortes d’habitats contribue à expliquer pourquoi ce sont les
organismes qu’on retrouve en plus grand nombre sur la Terre :
le nombre d’organismes procaryotes contenus dans une seule
poignée de sol fertile dépasse le nombre d’humains qui ont
vu le jour depuis le début de l’humanité. Nous consacrons ce
chapitre à l’examen des adaptations, de la diversité et du formidable impact écologique de ces microorganismes.
ConCept
27.1
Des adaptations structurales,
fonctionnelles et génétiques contribuent
au succès des procaryotes
Nous avons vu dans le chapitre 25 que les Procaryotes furent
probablement les premiers habitants de la Terre. Au cours de
leur longue histoire évolutive, les populations de procaryotes
ont été (et continuent d’être) soumises aux règles de la sélection naturelle, et ce dans toutes sortes d’environnement. C’est
ce qui explique leur remarquable diversité.
Bactéries
et Archées
27
m Figure 27.1 Pourquoi l’eau de ce lac
est-elle rose ?
évolution
ConCepts Clés
27.1 Des adaptations structurales, fonctionnelles
et génétiques contribuent au succès
des procaryotes
27.2 La reproduction et les mutations rapides,
de même que la recombinaison génétique,
favorisent la diversité génétique des
procaryotes
27.3 De très nombreuses adaptations nutritionnelles
et métaboliques sont apparues chez
les procaryotes
27.4 La systématique moléculaire fait la lumière
sur la phylogenèse des procaryotes
27.5 Les procaryotes remplissent des fonctions
essentielles dans la biosphère
27.6 Les procaryotes ont sur les humains des effets
tant défavorables que bénéfiques
introduCtion
Les maîtres de l’adaptation
Pendant les chaleurs estivales, des portions du Grand Lac Salé
de l’Utah deviennent roses (figure 27.1), signe que l’eau est
si salée qu’elle déshydraterait votre peau si vous vous y
baigniez. La concentration en sel peut atteindre 32 %, soit
près de dix fois celle de l’eau de mer. Il ne faut pas attribuer
la couleur saisissante de l’eau à des minéraux ni à d’autres
sources inanimées, mais bien à des organismes vivants. Quels
organismes peuvent bien vivre dans un environnement aussi
hostile et, surtout, comment ?
La teinte rose du Grand Lac Salé s’explique par la présence
de trillions (10
18
) de Procaryotes appartenant aux domaines
des Bactéries et des Archées, notamment des Archées du
genre Halobacterium. La membrane de ces microorganismes
renferme des pigments rouges, dont certains captent l’énergie
lumineuse qui alimente la synthèse de l’ATP. Les espèces du
genre Halobacterium comptent parmi les organismes les plus
tolérants au sel ; ils prospèrent dans des milieux salins qui
déshydratent et tuent d’autres types de cellules. En fait,
Halobacterium prévient la perte d’eau par osmose en pompant
les ions potassium (K
1
) dans sa membrane jusqu’à ce que la
concentration ionique à l’intérieur de la cellule corresponde
à la concentration extérieure.
Comme Halobacterium, de nombreux Procaryotes tolèrent
des conditions extrêmes. Deinococcus radiodurans, par exemple,
peut survivre à des radiations de 3 millions de rads (soit
3 000 fois la dose mortelle pour l’humain), tout comme un pH
de 0,03 (une acidité capable de dissoudre le métal) n’empêche
pas Picrophilus oshimae de se développer. D’autres Procaryotes
vivent dans des environnements trop froids ou trop chauds
pour que la plupart des autres organismes puissent les supporter, et on en a même découvert dans des roches situées dans
la croûte terrestre, à plus de trois kilomètres de profondeur.
Les espèces procaryotes sont aussi très bien adaptées à des
habitats plus « normaux » dans les sols et les eaux où vivent
la plupart des espèces. Leur capacité d’adaptation à toutes
sortes d’habitats contribue à expliquer pourquoi ce sont les
organismes qu’on retrouve en plus grand nombre sur la Terre :
le nombre d’organismes procaryotes contenus dans une seule
poignée de sol fertile dépasse le nombre d’humains qui ont
vu le jour depuis le début de l’humanité. Nous consacrons ce
chapitre à l’examen des adaptations, de la diversité et du formidable impact écologique de ces microorganismes.
ConCept
27.1
Des adaptations structurales,
fonctionnelles et génétiques contribuent
au succès des procaryotes
Nous avons vu dans le chapitre 25 que les Procaryotes furent
probablement les premiers habitants de la Terre. Au cours de
leur longue histoire évolutive, les populations de procaryotes
ont été (et continuent d’être) soumises aux règles de la sélection naturelle, et ce dans toutes sortes d’environnement. C’est
ce qui explique leur remarquable diversité.