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4 : Diversité procaryote

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    Les scientifiques étudient les procaryotes depuis des siècles, mais ce n'est qu'en 1966 que le scientifique Thomas Brock (1926—) a découvert que certaines bactéries peuvent vivre dans de l'eau bouillante. Cela a amené de nombreuses personnes à se demander si les procaryotes pouvaient également vivre dans d'autres environnements extrêmes, comme au fond de l'océan, à haute altitude, à l'intérieur de volcans ou même sur d'autres planètes.

    Les procaryotes jouent un rôle important dans la modification, le façonnement et le maintien de l'ensemble de la biosphère. Ils peuvent produire des protéines et d'autres substances utilisées par les biologistes moléculaires dans la recherche fondamentale, la médecine et l'industrie. Par exemple, la bactérie Shewanella vit en haute mer, où l'oxygène est rare. Il développe de longs appendices, dotés de capteurs spéciaux utilisés pour rechercher l'oxygène limité de son environnement. Il peut également digérer les déchets toxiques et produire de l'électricité. D'autres espèces de procaryotes peuvent produire plus d'oxygène que l'ensemble de la forêt amazonienne, tandis que d'autres encore fournissent aux plantes, aux animaux et aux humains des formes d'azote utilisables ; elles habitent notre corps en nous protégeant des microorganismes nuisibles et en produisant des substances vitales. Ce chapitre examinera la diversité, la structure et la fonction des procaryotes.

    Micrographie d'une cellule en forme de bâtonnet avec de longues projections. La cellule mesure environ 5 µm de long. Une autre micrographie montrant de nombreuses cellules en forme de bâtonnets fixées à une matrice.
    Figure\(\PageIndex{1}\) : La bactérie Shewanella vit en haute mer, où peu d'oxygène est diffusé dans l'eau. Il est capable de survivre dans cet environnement hostile en se fixant au fond de la mer et en utilisant de longs appendices, appelés « nanocables », pour détecter l'oxygène. (crédit a : modification des travaux par la NASA ; crédit b : modification des travaux par Liza Gross)

    • 4.1 : Habitats, relations et microbiomes des procaryotes
      Les procaryotes sont des microorganismes unicellulaires dont les cellules n'ont pas de noyau. Les procaryotes se trouvent partout sur notre planète, même dans les environnements les plus extrêmes. Les procaryotes sont très flexibles sur le plan métabolique, ils peuvent donc adapter leur alimentation aux ressources naturelles disponibles. Les procaryotes vivent dans des communautés qui interagissent entre eux et avec de grands organismes qu'ils utilisent comme hôtes (y compris les humains).
    • 4.2 : Protéobactéries
      Les protéobactéries sont un phylum de bactéries gram-négatives classées dans les classes alpha, bêta, gamma, delta et epsilonprotéobactéries, chaque classe ayant des ordres, des familles, des genres et des espèces distincts. Les alphaprotéobactéries sont des oligotrophes. Les taxons chlamydias et rickettsies sont des agents pathogènes intracellulaires obligatoires qui se nourrissent des cellules des organismes hôtes ; ils sont métaboliquement inactifs à l'extérieur de la cellule hôte. Certaines alphaprotéobactéries peuvent convertir l'azote atmosphérique en nitrites.
    • 4.3 : Bactéries non protéobactéries, bactéries à Gram négatif et bactéries phototrophes
      Les non-protéobactéries à Gram négatif incluent les taxons spirochètes, le groupe des Cytophaga, des Fusobacterium et des Bacteroides, les planctomycètes et de nombreux représentants des bactéries phototrophes. Les spirochètes sont des bactéries spiralées mobiles au corps long et étroit ; leur culture est difficile, voire impossible. Plusieurs genres de spirochètes contiennent des agents pathogènes humains responsables de maladies telles que la syphilis et la maladie de Lyme. Les cytophages, les fusobactériums et les bactéroïdes sont classés ensemble dans un phylum appelé groupe CFB.
    • 4.4 : Bactéries à Gram positif
      Les bactéries à Gram positif constituent un groupe très important et diversifié de microorganismes. Il est important de comprendre leur taxonomie et de connaître leurs caractéristiques uniques pour le diagnostic et le traitement des maladies infectieuses. Les bactéries à Gram positif sont classées en bactéries grampositives à forte teneur en G+C et en bactéries grampositives à faible teneur en G+C, en fonction de la prévalence des nucléotides de guanine et de cytosine dans leur génome.
    • 4.5 : Bactéries profondément ramifiées
      Les bactéries profondément ramifiées sont phylogénétiquement les formes de vie les plus anciennes, étant les plus proches du dernier ancêtre commun universel. Les bactéries profondément ramifiées comprennent de nombreuses espèces qui prospèrent dans des environnements extrêmes qui ressembleraient aux conditions de la Terre il y a des milliards d'années. Les bactéries profondément ramifiées sont importantes pour comprendre l'évolution ; certaines d'entre elles sont utilisées dans l'industrie
    • 4.6 : Archaea
      Les archées sont des microorganismes procaryotes unicellulaires qui diffèrent des bactéries par leur génétique, leur biochimie et leur écologie. Certaines archées sont extrêmophiles et vivent dans des environnements soumis à des températures extrêmement élevées ou basses, ou à une salinité extrême. Seules les archées sont connues pour produire du méthane. Les archées productrices de méthane sont appelées méthanogènes. Les archées halophiles préfèrent une concentration de sel proche de la saturation et effectuent la photosynthèse à l'aide de la bactériorhodopsine.
    • 4.E : Diversité procaryote (exercices)

    Vignette : Un cladogramme reliant tous les principaux groupes d'organismes vivants au LUCA (le tronc noir en bas), sur la base de données de séquences d'ARN ribosomiques.