BACTÉRIES AUTOTROPHES: CARACTÉRISTIQUES, DIFFÉRENCES AVEC LES HÉTÉROTROPHES ET EXEMPLE - LA BIOLOGIE - 2025

Les bactéries autotrophes sont des microorganismes possédant un appareil métabolique assez complexe. Ces bactéries sont capables d'assimiler la matière inorganique, de la transformer en matière organique, qu'elles utilisent ensuite pour fabriquer les biomolécules nécessaires à leur développement.

Par conséquent, ces types de micro-organismes sont indépendants et se comportent comme des organismes vivants. Ils n'ont pas besoin d'envahir d'autres organismes ou de décomposer la matière organique morte pour obtenir les nutriments dont ils ont besoin pour survivre.

Bactéries autotrophes rouges et vertes. Source: publicdomainpictures.net

Les bactéries autotrophes jouent un rôle fondamental dans l'écosystème, car elles fournissent la matière organique nécessaire au développement des autres êtres vivants. Autrement dit, ils remplissent des fonctions vitales pour le maintien de l'équilibre écologique.

On pense que ces organismes sont la première forme de vie sur la planète; Et dans de nombreux écosystèmes, ils démarrent la chaîne alimentaire.

Les bactéries autotrophes se trouvent dans diverses niches écologiques. Par exemple, la neige marine boueuse, les eaux douces et salées, les sources chaudes, les sols, entre autres, produisant de la matière organique.

Caractéristiques des bactéries autotrophes

Selon le système métabolique que les bactéries autotrophes utilisent pour prendre des composés inorganiques et les transformer en composés organiques, elles sont classées comme photoautotrophes ou chimioautotrophes.

Photoautotrophes

Les organismes photoautotrophes comprennent les algues, les plantes et certaines bactéries. Ils se caractérisent par l'utilisation de la lumière du soleil comme source d'énergie pour mener à bien le processus de transformation de la matière inorganique en matière organique.

Dans le cas des bactéries photoautotrophes, celles-ci sont à leur tour divisées en photoautotrophes oxygénées et anoxygéniques.

Bactéries photoautotrophes oxygénées

Dans ce type de bactéries, le processus de photosynthèse se produit, qui consiste à capturer l'énergie solaire à travers un pigment vert appelé bactériochlorophylle, et à la convertir en énergie chimique.

L'énergie est utilisée pour prélever le dioxyde de carbone de l'environnement et avec de l'eau et des sels minéraux pour produire du glucose et de l'oxygène. Le glucose est utilisé pour les processus métaboliques internes et l'oxygène est libéré vers l'extérieur.

Bactéries photoautotrophes anoxygéniques

Ils se caractérisent par le fait qu'ils sont des bactéries anaérobies, car ils n'utilisent pas d'oxygène dans le processus de respiration, sans que cela les endommage. Ils utilisent également la lumière du soleil comme source d'énergie. Certains oxydent Fe ² en l'absence d'oxygène.

Chimioautotrophes

Les bactéries chimioautotrophes utilisent l'énergie chimique pour leurs processus métaboliques. Ceci est obtenu à partir de l'oxydation de composés inorganiques, en plus de l'utilisation du CO2 comme source de carbone.

Les éléments inorganiques réduits prélevés dans l'environnement comprennent le sulfure d'hydrogène, le soufre élémentaire, le fer ferreux, l'hydrogène moléculaire et l'ammoniac.

Leur existence garantit la vie d'autres êtres vivants, car les composés inorganiques qu'ils tirent de l'environnement sont toxiques pour d'autres micro-organismes. De plus, les composés libérés par les bactéries autotrophes peuvent être assimilés par certaines bactéries hétérotrophes.

Les bactéries chimioautotrophes sont très nombreuses. Ils vivent généralement dans des écosystèmes hostiles, c'est-à-dire qu'ils sont extrémophiles.

Il existe également d'autres organismes qui se comportent comme des autotrophes mais appartiennent à d'autres domaines. Par exemple, domaine des archées (méthanogènes et thermoacidophiles). Cependant, comme ce ne sont pas des bactéries normales, elles ne seront pas prises en compte dans cet article.

Les bactéries autotrophes sont classées en halophiles, oxydants et réducteurs de soufre, nitrificateurs, bactéries de fer et bactéries anammox.

Halophiles

Ce sont des bactéries capables de résister à des concentrations élevées de sel. Ces bactéries sont généralement des halophiles stricts ou extrêmes. Ils vivent dans des environnements marins, tels que la mer Morte.

Oxydants de soufre

Ils sont également connus sous le nom de bactéries sulfoxydantes. Ces micro-organismes prennent le soufre inorganique de l'environnement pour l'oxyder et fabriquer leurs propres produits métaboliques.

Autrement dit, ils capturent le sulfure d'hydrogène (gaz odoriférant) généré par la décomposition de composés organiques contenant du sulfate, réalisée par des bactéries hétérotrophes anaérobies.

Les bactéries sulfoxydantes sont des chimioautotrophes aérobies et transforment le sulfure d'hydrogène en soufre élémentaire.

Ils résistent à des températures élevées, vivent dans des niches écologiques extrêmes telles que des volcans actifs, des sources chaudes ou des évents hydrothermaux océaniques, et dans des gisements de pyrite (minerai de sulfure de fer).

Bactéries de fer

Ils peuvent être trouvés dans les sols riches en fer, les rivières et les eaux souterraines. Ces types de bactéries prennent des ions de fer et parfois du manganèse à l'état réduit et les oxydent, formant de l'oxyde de fer ou de manganèse.

L'oxyde de fer confère au substrat dans lequel ces bactéries vivent une couleur rouge-orange caractéristique.

Nitrificateurs

Ce sont des bactéries responsables de l'oxydation des composés azotés inorganiques réduits, tels que l'ammonium ou l'ammoniac, pour les convertir en nitrate.

Ils peuvent être trouvés sur le sol, dans l'eau douce et dans l'eau salée. Ils se développent pleinement là où il y a un taux élevé de dégradation des protéines, avec la production conséquente d'ammoniac.

Bactéries Anammox

Ce sont des bactéries qui oxydent de manière anaérobie l'ion ammonium et le nitrite et forment de l'azote gazeux.

Différences entre les bactéries autotrophes et hétérotrophes

Mode de vie

Tous les types de bactéries autotrophes (photoautotrophes et chimioautotrophes) sont libres, une caractéristique qu'ils partagent avec les photohétérotrophes, tandis que les chimiohétérotrophes ont besoin d'obtenir leurs nutriments en parasitant des organismes d'un autre type.

D'autre part, les bactéries chimioautotrophes diffèrent des chimio-hétérotrophes par l'habitat où elles se développent. Les bactéries chimioautotrophes vivent souvent dans des conditions environnementales extrêmes, où elles oxydent des éléments inorganiques qui sont toxiques pour d'autres micro-organismes.

En revanche, les bactéries chimio-hétérotrophes vivent généralement à l'intérieur d'organismes supérieurs.

Nutrition

Les bactéries autotrophes utilisent de la matière inorganique pour synthétiser des composés organiques. Ils n'ont besoin que d'eau, de sels inorganiques et de dioxyde de carbone comme source de carbone pour vivre.

Alors que les bactéries hétérotrophes ont besoin pour leur croissance et leur développement d'une source de carbone à partir de composés organiques complexes déjà fabriqués, comme le glucose.

Etude microscopique

Le comptage des bactéries autotrophes de certains écosystèmes peut être effectué en utilisant la méthode de microscopie à épifluorescence.

Cette technique utilise un fluorochrome tel que la primuline et des filtres d'excitation pour la lumière bleue et ultraviolette. Les bactéries autotrophes diffèrent des hétérotrophes en ce qu'elles sont colorées en bleu blanchâtre brillant, sans masquer l'autofluorescence de la bactériochlorophylle, alors que les hétérotrophes ne se colorent pas.

Producteurs de maladies

Les bactéries autotrophes sont des saprophytes et ne causent pas de maladie chez l'homme, car elles n'ont pas besoin de parasiter des organismes supérieurs pour vivre.

En revanche, les bactéries responsables de maladies infectieuses chez l'homme, les animaux et les plantes appartiennent au groupe des bactéries hétérotrophes, en particulier les chimio-hétérotrophes.

Exemples d'espèces de bactéries autotrophes

Photoautotrophes oxygéniques

Dans cette classification sont les cyanobactéries. Ce sont les seules cellules procaryotes qui effectuent la photosynthèse oxygénée.

Ce sont des bactéries aquatiques, les plus courantes sont les genres Prochlorococcus et Synechococcus. Les deux font partie du picoplancton marin.

Les genres Chroococcidiopsis, Oscillatoria, Nostoc et Hapalosiphon sont également connus.

Photoautotrophes anoxygéniques

Dans cette classification sont:

- Les bactéries non sulfureuses violettes ou rouges Rhodospirillum rubrum, Rhodobacter sphaeroides, Rhodomicrobium vannielii. Cependant, ils peuvent également se développer de manière photohétérotrophique.

- Rouge pourpre ou sulfureux: Chromatium wineum, Thiospirillum jenense, Thiopedia rosea.

- Verts sans soufre: Chloroflexus et Chloronema.

- Verts sulfureux: Chlorobium limicola, Prosthecochloris aestuarii, Pelodictyon clathratiforme.

- Heliobacterium modesticaldum.

Chimioautotrophes

Bactéries soufrées incolores

Exemples: Thiobacillus thiooxidans, Hydrogenovibrio crunogenus.

Bactéries azotées

Exemples: bactéries des genres Nitrosomonas, Nitrosococcus, Nitrobacter et Nitrococcus.

Bactéries de fer

Exemples: Thiobacillus ferrooxidans, Actidithiobacillus ferrooxidans et Leptospirilum ferroxidans.

Bactéries d'hydrogène

Ils utilisent l'hydrogène moléculaire pour mener à bien leurs processus vitaux. Exemple Hydrogenbacteria.

Bactéries Anammox

Exemples de souches d'eau douce: Brocadia, Kuenenia, Jettenia, Anammoxoglobus.

Exemple de souche d'eau salée: Scalindua.

Références

1. Henao A, Comba N, Alvarado E, Santamaría J.Bactéries autotrophes et hétérotrophes associées à la neige marine boueuse sur les récifs avec ruissellement continental. Univ.Sci.2015, 20 (1): 9-16.
2. «Méthanogenèse». Wikipedia, l'encyclopédie libre. 28 novembre 2018, 19:53 UTC. 5 mai 2019, 21:11, disponible sur: es.wikipedia.org.
3. Anammox. Wikipedia, l'encyclopédie libre. 24 décembre 2016, 12:22 UTC. 5 mai 2019, 21:13, es.wikipedia.org
4. Gastón J. Elimination des sulfates dans un réacteur à lit mobile anaérobie-aérobie. Thèse pour se qualifier pour le diplôme de Master en génie de l'environnement. 2088, Institut d'ingénierie UNAM. Disponible sur: ptolomeo.unam
5. Bactéries nitrifiantes. Wikipedia, l'encyclopédie libre. 16 novembre 2018, 15:13 UTC. 5 mai 2019, 22:21
6. Corrales L, Antolinez D, Bohórquez J, Corredor A. Bactéries anaérobies: processus qui réalisent et contribuent à la durabilité de la vie sur la planète. ÇA NE VA PAS. 2015; 13 (23): 55-81. Disponible sur: scielo.org.