chapitre 27 Bactéries et Archées 655
de 3,5 %). Par exemple, les protéines et la paroi cellulaire
d’Halobacterium présentent des caractéristiques singulières
qui améliorent son fonctionnement dans les environnements
extrêmement salés, mais compromettent sa survie lorsque le
taux de salinité est inférieur à 9 %.
Les thermophiles extrêmes (du grec thermos, « chaud »)
prospèrent dans des milieux très chauds (figure 27.16). Sulfolobus, par exemple, habite des sources volcaniques sulfureuses
à des températures qui peuvent atteindre 90 °C. De telles
températures tuent les cellules de la plupart des organismes,
notamment parce que leur ADN ne garde pas la forme d’une
double hélice et que leurs protéines se dénaturent. Sulfolobus
et d’autres thermophiles extrêmes ne connaissent pas ce sort
parce que leur ADN et leurs protéines présentent des adaptations qui assurent leur stabilité à haute température. L’un
d’eux, que les scientifiques appellent simplement strain 121
en raison de sa capacité à se reproduire même à des températures allant jusqu’à 121 °C, vit près des cheminées hydrothermales situées en eau profonde. Un autre, Pyrococcus furiosus,
est utilisé en biotechnologie comme source d’ADN polymérase pour la technique de l’amplification en chaîne par polymérase (ACP) (voir le chapitre 20).
D’autres espèces d’Archées vivent dans des environnements moins extrêmes. C’est le cas des méthanogènes, des
Archées qui utilisent le CO 2 pour oxyder le H 2 et qui rejettent
du méthane comme sousproduit du mécanisme très particulier par lequel elles obtiennent l’énergie nécessaire à leurs
besoins. Les Archées méthanogènes comptent parmi les anaérobies les plus stricts ; le dioxygène les empoisonne. Certaines
espèces vivent dans des environnements extrêmes, par
exemple sous des kilomètres de glace au Groenland. D’autres
sont présentes dans les marécages et les marais, un milieu
dépourvu de dioxygène par suite de sa consommation par
d’autres microorganismes. Le méthane formant des bulles à la
surface de ces lieux était autrefois appelé gaz des marais.
D’autres espèces habitent dans l’intestin des bovins, des termites et d’autres herbivores. Dans cet environnement anaérobie, elles jouent un rôle essentiel pour la nutrition de ces
animaux. Les Archées méthanogènes sont par ailleurs des
décomposeurs importants qu’on utilise dans le traitement
des eaux usées.
De nombreux halophiles extrêmes et toutes les Archées
méthanogènes font partie du clade des Euryarchées (du
grec eury « large », pour souligner la diversité et la multitude
d’habitats de ces Procaryotes). Ce groupe comprend aussi
quelques Archées thermophiles extrêmes. Cependant, la
plupart des espèces thermophiles appartiennent à un autre
clade, celui des Crénarchées (du grec cren, « source », en référence aux sources hydrothermales). La prospection génétique a permis d’établir récemment que de nombreuses
espèces d’Euryarchées et de Crénarchées ne sont pas extrêmophiles. Ces espèces occupent divers habitats, allant des
terres agricoles aux sédiments lacustres, en passant par les
eaux de surface de l’océan.
L’actualisation de la phylogenèse des Archées se poursuit
grâce à de nouvelles découvertes. En 1996, des chercheurs
qui prélevaient des échantillons dans une source thermale du
Yellowstone National Park (nordouest des ÉtatsUnis) ont
découvert des Archées qui ne semblent appartenir ni aux
Euryarchées ni aux Crénarchées. Ils ont placé ces organismes
dans un nouveau clade, celui des Korarchées (du grec koron,
« jeune homme »). En 2002, des chercheurs qui exploraient
des cheminées hydrothermales sousmarines au large des
côtes de l’Islande ont trouvé des cellules archéobactériennes
mesurant seulement 0,4 μm de diamètre et qui étaient fixées
à une Crénarchée beaucoup plus grosse. Le génome de cette
Archée minuscule est l’un des plus petits de tous les organismes
connus : il ne contient que 500 000 paires de bases. L’analyse
génétique indique que ce Procaryote appartient à un quatrième clade d’Archées, celui des Nanoarchées (du grec nanos,
« nain »). Dans l’année qui a suivi la création de ce nouveau
clade, on a isolé trois autres séquences d’ADN appartenant à
différentes espèces de Nanoarchées : la première provient des
sources thermales de Yellowstone, la deuxième de sources
thermales situées en Sibérie et la troisième d’une source
hydrothermale sousmarine du Pacifique. La poursuite de
cette prospection conduira sans doute à de nouvelles modifications de l’arbre de la figure 27.15.
Les Bactéries
La grande majorité des espèces procaryotes
connues de la plupart des gens sont des
Bactéries qui appartiennent tant aux espèces
pathogènes causant l’angine streptococ cique
et la tuberculose qu’aux espèces utiles servant à la fabrication
du fromage et du yogourt. Les Bactéries font appel aux différents modes de nutrition et, même dans un petit groupe taxinomique, toutes les espèces ne pré sentent pas nécessairement
le même mode nutritionnel. Comme nous le verrons, les
capacités nutritionnelles et métaboliques des Bactéries (et des
Archées) expliquent les effets considérables qu’elles ont sur la
Terre et sur le vivant. Pour en apprendre davantage sur les
principaux groupes de Bactéries, consultez la figure 27.17,
aux pages 656 et 657.
Eucaryotes
Archées
Bactéries
m Figure 27.16 Des thermophiles extrêmes. Des colonies
de Procaryotes thermophiles de couleur jaune et orange prolifèrent
dans l’eau chaude d’un geyser, au Nevada (sud-ouest des États-Unis).
Faites des liens Relisez l’exposé sur les enzymes que présente
le concept 8.4 (pages 173 et 174). Qu’est-ce qui distingue les enzymes
des thermophiles de ceux des autres organismes ?
de 3,5 %). Par exemple, les protéines et la paroi cellulaire
d’Halobacterium présentent des caractéristiques singulières
qui améliorent son fonctionnement dans les environnements
extrêmement salés, mais compromettent sa survie lorsque le
taux de salinité est inférieur à 9 %.
Les thermophiles extrêmes (du grec thermos, « chaud »)
prospèrent dans des milieux très chauds (figure 27.16). Sulfolobus, par exemple, habite des sources volcaniques sulfureuses
à des températures qui peuvent atteindre 90 °C. De telles
températures tuent les cellules de la plupart des organismes,
notamment parce que leur ADN ne garde pas la forme d’une
double hélice et que leurs protéines se dénaturent. Sulfolobus
et d’autres thermophiles extrêmes ne connaissent pas ce sort
parce que leur ADN et leurs protéines présentent des adaptations qui assurent leur stabilité à haute température. L’un
d’eux, que les scientifiques appellent simplement strain 121
en raison de sa capacité à se reproduire même à des températures allant jusqu’à 121 °C, vit près des cheminées hydrothermales situées en eau profonde. Un autre, Pyrococcus furiosus,
est utilisé en biotechnologie comme source d’ADN polymérase pour la technique de l’amplification en chaîne par polymérase (ACP) (voir le chapitre 20).
D’autres espèces d’Archées vivent dans des environnements moins extrêmes. C’est le cas des méthanogènes, des
Archées qui utilisent le CO 2 pour oxyder le H 2 et qui rejettent
du méthane comme sousproduit du mécanisme très particulier par lequel elles obtiennent l’énergie nécessaire à leurs
besoins. Les Archées méthanogènes comptent parmi les anaérobies les plus stricts ; le dioxygène les empoisonne. Certaines
espèces vivent dans des environnements extrêmes, par
exemple sous des kilomètres de glace au Groenland. D’autres
sont présentes dans les marécages et les marais, un milieu
dépourvu de dioxygène par suite de sa consommation par
d’autres microorganismes. Le méthane formant des bulles à la
surface de ces lieux était autrefois appelé gaz des marais.
D’autres espèces habitent dans l’intestin des bovins, des termites et d’autres herbivores. Dans cet environnement anaérobie, elles jouent un rôle essentiel pour la nutrition de ces
animaux. Les Archées méthanogènes sont par ailleurs des
décomposeurs importants qu’on utilise dans le traitement
des eaux usées.
De nombreux halophiles extrêmes et toutes les Archées
méthanogènes font partie du clade des Euryarchées (du
grec eury « large », pour souligner la diversité et la multitude
d’habitats de ces Procaryotes). Ce groupe comprend aussi
quelques Archées thermophiles extrêmes. Cependant, la
plupart des espèces thermophiles appartiennent à un autre
clade, celui des Crénarchées (du grec cren, « source », en référence aux sources hydrothermales). La prospection génétique a permis d’établir récemment que de nombreuses
espèces d’Euryarchées et de Crénarchées ne sont pas extrêmophiles. Ces espèces occupent divers habitats, allant des
terres agricoles aux sédiments lacustres, en passant par les
eaux de surface de l’océan.
L’actualisation de la phylogenèse des Archées se poursuit
grâce à de nouvelles découvertes. En 1996, des chercheurs
qui prélevaient des échantillons dans une source thermale du
Yellowstone National Park (nordouest des ÉtatsUnis) ont
découvert des Archées qui ne semblent appartenir ni aux
Euryarchées ni aux Crénarchées. Ils ont placé ces organismes
dans un nouveau clade, celui des Korarchées (du grec koron,
« jeune homme »). En 2002, des chercheurs qui exploraient
des cheminées hydrothermales sousmarines au large des
côtes de l’Islande ont trouvé des cellules archéobactériennes
mesurant seulement 0,4 μm de diamètre et qui étaient fixées
à une Crénarchée beaucoup plus grosse. Le génome de cette
Archée minuscule est l’un des plus petits de tous les organismes
connus : il ne contient que 500 000 paires de bases. L’analyse
génétique indique que ce Procaryote appartient à un quatrième clade d’Archées, celui des Nanoarchées (du grec nanos,
« nain »). Dans l’année qui a suivi la création de ce nouveau
clade, on a isolé trois autres séquences d’ADN appartenant à
différentes espèces de Nanoarchées : la première provient des
sources thermales de Yellowstone, la deuxième de sources
thermales situées en Sibérie et la troisième d’une source
hydrothermale sousmarine du Pacifique. La poursuite de
cette prospection conduira sans doute à de nouvelles modifications de l’arbre de la figure 27.15.
Les Bactéries
La grande majorité des espèces procaryotes
connues de la plupart des gens sont des
Bactéries qui appartiennent tant aux espèces
pathogènes causant l’angine streptococ cique
et la tuberculose qu’aux espèces utiles servant à la fabrication
du fromage et du yogourt. Les Bactéries font appel aux différents modes de nutrition et, même dans un petit groupe taxinomique, toutes les espèces ne pré sentent pas nécessairement
le même mode nutritionnel. Comme nous le verrons, les
capacités nutritionnelles et métaboliques des Bactéries (et des
Archées) expliquent les effets considérables qu’elles ont sur la
Terre et sur le vivant. Pour en apprendre davantage sur les
principaux groupes de Bactéries, consultez la figure 27.17,
aux pages 656 et 657.
Eucaryotes
Archées
Bactéries
m Figure 27.16 Des thermophiles extrêmes. Des colonies
de Procaryotes thermophiles de couleur jaune et orange prolifèrent
dans l’eau chaude d’un geyser, au Nevada (sud-ouest des États-Unis).
Faites des liens Relisez l’exposé sur les enzymes que présente
le concept 8.4 (pages 173 et 174). Qu’est-ce qui distingue les enzymes
des thermophiles de ceux des autres organismes ?