Bactéries et archées

Dans de bonnes conditions de laboratoire, une cellule d’E. coli peut se diviser en deux en environ 20 minutes.

Trois formes courantes

On décrit souvent les bactéries selon leur forme. Les rondes sont des coques. Celles en bâtonnet sont des bacilles. Les formes courbes portent plusieurs noms : une courbe en virgule est un vibrion, une spirale rigide un spirille et un tire-bouchon souple un spirochète. La forme seule ne permet pas d’identifier l’espèce, mais c’est l’une des premières caractéristiques qu’un microbiologiste note au microscope.

À l’intérieur d’une bactérie

Une cellule bactérienne n’a pas de noyau. Son ADN se trouve dans une région appelée nucléoïde. La plupart des bactéries ont un seul chromosome circulaire, mais certaines possèdent des chromosomes linéaires. Le cytoplasme est rempli de ribosomes qui fabriquent des protéines. Il est entouré d’une membrane plasmique puis, chez la plupart des bactéries, d’une paroi contenant du peptidoglycane, un réseau de sucres et de courtes chaînes protéiques. Certaines ont aussi une capsule visqueuse à l’extérieur de la paroi, des flagelles en forme de fouet pour nager et de courts pili semblables à des poils pour adhérer aux surfaces.

Scissiparité

La plupart des bactéries se reproduisent par scissiparité, une simple division en deux. La cellule commence par grandir et augmenter la quantité de ses composants. La copie du chromosome débute en un point, l’origine de réplication, et progresse dans les deux sens autour du cercle jusqu’à former deux copies complètes. Une protéine appelée FtsZ se rassemble ensuite en un anneau, l’anneau Z, au milieu de la cellule. D’autres protéines le rejoignent ; une nouvelle paroi et une nouvelle membrane progressent vers l’intérieur pour former une cloison, ou septum. La cellule se sépare en deux cellules filles, chacune possédant une copie complète du génome. La reproduction des procaryotes est toujours asexuée, même si les bactéries échangent des gènes par d’autres voies.

La scissiparité n’est pas le seul mode de reproduction. Certaines cyanobactéries accumulent de nombreux nucléoïdes le long d’un filament, puis se séparent en de nombreuses cellules à la fois : c’est la fragmentation. D’autres bactéries développent à une extrémité un fin prolongement dont le bout gonfle pour former une cellule plus petite, un bourgeon. La bactérie géante Epulopiscium forme plusieurs cellules filles à l’intérieur de la cellule mère, qui s’ouvre ensuite pour les libérer.

Les bactéries jouent un rôle bien au-delà du laboratoire. Les cyanobactéries réalisent la même photosynthèse libératrice de dioxygène que les plantes et les algues. Les rhizobiums des nodosités racinaires des pois et des haricots transforment le diazote de l’air en ammoniac, que la plante peut incorporer aux protéines. D’innombrables autres bactéries décomposent la matière morte dans le sol et l’eau. Certaines provoquent des maladies ; nous verrons donc ensuite leur vitesse de croissance et comment les scientifiques ont appris à les reconnaître.

Archées

Au microscope, les archées ressemblent aux bactéries : ce sont des cellules uniques sans noyau. Elles ont pourtant une histoire évolutive distincte et diffèrent par leurs gènes, leur chimie, leurs parois et leurs membranes. Leurs parois ne contiennent pas de peptidoglycane ; certaines archées méthanogènes possèdent à la place une substance proche, le pseudopeptidoglycane. Les archées vivent dans presque tous les habitats, y compris des milieux très chauds, très froids, très acides ou très basiques. Les anneaux colorés de Morning Glory Pool, une source chaude du parc national de Yellowstone, viennent de communautés microbiennes différentes vivant à des températures d’eau distinctes.