BACTÉRIES HÉTÉROTROPHES: CARACTÉRISTIQUES ET EXEMPLES D'ESPÈCES - LA BIOLOGIE - 2025

Les bactéries hétérotrophes, également appelées organotrofas sont des microorganismes qui synthétisent leurs propres biomolécules à partir de composés organiques complexes carbonés mais peuvent capter différents éléments inorganiques carbonés. Certains ont besoin de parasiter des organismes supérieurs pour survivre.

Les bactéries hétérotrophes sont classées en photohétérotrophes et chimio-hétérotrophes. Les deux utilisent des composés organiques comme source de carbone, mais diffèrent en ce que les premiers utilisent la lumière comme source d'énergie et les seconds utilisent de l'énergie chimique.

Image de gauche: cycle de bactéries hétéotrophes et autotrophes édité. Image de droite: représentation illustrative de bactéries hétérotrophes. Source: Image de gauche: Auto-and_heterotrophs.svg: Mikael Häggströmderivative work: Leptictidium / Image de droite: Pixabay. com

Les bactéries hétérotrophes sont présentes dans de nombreux écosystèmes, tels que les sols, l'eau, la neige boueuse marine, entre autres, participant à l'équilibre écologique. Ils peuvent également être trouvés parasitant des organismes supérieurs, tels que les plantes, les animaux ou les humains, soit en tant que pathogènes, soit en tant qu'opportunistes dans une relation symbiotique.

Caractéristiques des bactéries hétérotrophes

Il a été observé dans la nature que l'existence de divers types de bactéries rend possible la vie des écosystèmes, puisque les produits générés par l'un sont utilisés par d'autres dans une chaîne. Ces bactéries sont stratégiquement réparties, presque toujours stratifiées.

Par exemple, on a vu que des bactéries aérobies hétérotrophes apparaissent souvent avec des cyanobactéries (bactéries photoautotrophes qui libèrent de l'oxygène).

En ce sens, les hétérotrophes aérobies et les autotrophes aérobies peuvent utiliser de l'oxygène, créant à leur tour des conditions anaérobies dans les couches plus profondes où se trouvent des bactéries anaérobies.

En fonction des caractéristiques telles que le type de carburant qu'elles utilisent pour survivre, les bactéries hétérotrophes peuvent être classées en différents groupes.

Bactéries sulforeductase

Ce sont des bactéries qui, en conditions anaérobies, sont capables de réduire le sulfate (sel ou esters d'acide sulfurique) sans l'assimiler. Ils ne l'utilisent que comme accepteur d'électrons final dans la chaîne respiratoire.

Ces bactéries aident à la dégradation de la matière organique et se trouvent dans diverses niches écologiques telles que les eaux douces, les eaux d'égout, les eaux salées, les sources chaudes et les zones géothermiques. Également dans les gisements de soufre, les puits de pétrole et de gaz, ainsi que dans les intestins de mammifères et d'insectes.

Bactérie hydrolase

Ce sont des bactéries anaérobies qui décomposent les polymères organiques (cellulose et hémicellulose) en petites molécules afin qu'ils puissent être absorbés par les membranes cellulaires. Pour ce faire, ils disposent d'un système d'enzymes appelées hydrolases (endocellulase, excocellulase et cellobiases).

Après l'hydrolyse, divers acides organiques se forment tels que l'acide lactique, l'acide propionique, l'acide acétique, le butanol, l'éthanol et l'acétone. Ceux-ci sont ensuite convertis en méthane.

Bactéries putréfactives

Ce sont des bactéries qui participent à la dégradation catabolique des composés azotés dans des conditions anaérobies, avec la production de composés à l'odeur désagréable, d'où leur nom (putréfaction). Ce processus génère le carbone et l'azote dont ils ont besoin pour leur développement.

Bactéries rouges non soufrées de la famille

Ces bactéries se caractérisent par le fait qu'elles sont des bacilles droits et mobiles avec un flagelle polaire. Ce sont des anaérobies facultatifs: en anaérobiose, ils effectuent le processus de photosynthèse, mais en aérobiose, ils ne le font pas.

Ces bactéries photoassimilent une grande diversité de composés organiques tels que les sucres, les acides organiques, les acides aminés, les alcools, les acides gras et les composés aromatiques.

Bactéries anoxygéniques non sulfureuses vertes

Ce sont des bactéries filamenteuses qui peuvent se développer sous forme de photoautotrophes, de chimioétrophies ou de photohétérotrophes.

Bactéries anaérobies aérobies et facultatives strictes

Entrez ici diverses espèces qui peuvent faire partie du microbiote habituel des organismes supérieurs, ou agir comme agents pathogènes de ceux-ci.

Différences avec les bactéries autotrophes

Mode de vie

Les bactéries chimio-hétérotrophes et chimioautotrophes utilisent l'énergie chimique pour vivre. Cependant, ils diffèrent en ce que les chimio-hétérotrophes sont des organismes dépendants, car ils ont besoin de parasiter d'autres organismes supérieurs pour obtenir les composés organiques nécessaires à leur développement.

Cette caractéristique les différencie des bactéries chimioautotrophes, qui sont des organismes totalement libres (saprophytes), qui absorbent de simples composés inorganiques de l'environnement pour remplir leurs fonctions vitales.

Pour leur part, les photohétérotrophes et les photoautotrophes sont similaires en ce sens qu'ils utilisent tous les deux la lumière du soleil pour la convertir en énergie chimique, mais ils diffèrent en ce que les photohétérotrophes assimilent des composés organiques et les photoautotrophes le font avec des composés inorganiques.

Habitat

D'autre part, les bactéries chimio-hétérotrophes diffèrent des chimioautotrophes dans l'habitat où elles se développent.

Les bactéries chimio-hétérotrophes parasitent généralement les organismes supérieurs pour vivre. D'autre part, les bactéries chimioautotrophes peuvent résister à des conditions environnementales extrêmes.

Dans ces environnements, les bactéries chimioautotrophes obtiennent les éléments inorganiques dont elles ont besoin pour vivre, des substances généralement toxiques pour d'autres micro-organismes. Ces bactéries oxydent ces composés et les transforment en substances plus respectueuses de l'environnement.

Nutrition

Les bactéries hétérotrophes n'assimilent que des composés organiques complexes déjà préformés pour pouvoir synthétiser les biomolécules nécessaires à leur développement. L'une des sources de carbone les plus utilisées par ces bactéries est le glucose.

En revanche, les bactéries autotrophes ont simplement besoin d'eau, de sels inorganiques et de dioxyde de carbone pour obtenir leurs nutriments. Autrement dit, à partir de simples composés inorganiques, ils peuvent synthétiser des composés organiques.

Cependant, bien que les bactéries hétérotrophes n'utilisent pas de dioxyde de carbone comme source de carbone, ni comme dernier accepteur d'électrons, à certaines occasions, elles peuvent l'utiliser en petites quantités pour effectuer des carboxylations dans certaines voies anaboliques et cataboliques.

Etude microscopique

Dans certains écosystèmes, des échantillons peuvent être prélevés pour étudier la population de bactéries photoautotrophes et photohétérotrophes. Pour cela, la technique de microscopie basée sur l'épifluorescence est utilisée: on utilise du fluorochrome tel que la primuline et des filtres d'excitation pour la lumière bleue et ultraviolette.

Les bactéries hétérotrophes ne se colorent pas avec cette technique, tandis que les autotrophes prennent une couleur bleu blanchâtre brillant, montrant également l'autofluorescence de la bactériochlorophylle. Le nombre d'hétérotrophes est obtenu en soustrayant le nombre total de bactéries moins les autotrophes.

Production de maladies

En ce sens, les bactéries responsables de maladies chez l'homme, les animaux et les plantes appartiennent au groupe des bactéries chimio-hétérotrophes.

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

Exemples d'espèces de bactéries hétérotrophes

Photohétérotrophes

Les bactéries appartenant à ce groupe sont toujours photosynthétiques, puisque le reste des microorganismes qui partagent cette classification sont des algues eucaryotes.

Les bactéries soufrées sont généralement photoautotrophes, mais peuvent parfois se développer de manière photohétérotrophique. Cependant, ils nécessiteront toujours de petites quantités de matière inorganique (H ₂ S), alors que les non-sulfureux sont photohétérotrophes.

Parmi les bactéries photohétérotrophes, on trouve les bactéries rouges non sulfurées, telles que les bactéries de la famille des Bradyrhizobiaceae, genre Rhodopseudomonas.

D'autre part, il existe des bactéries vertes non sulfureuses, ainsi que des héliobactéries.

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Ce sont des chimioautotrophes facultatifs, c'est-à-dire qu'ils utilisent normalement l'hydrogène moléculaire comme source d'énergie pour produire de la matière organique, mais ils sont également capables d'utiliser un certain nombre de composés organiques dans le même but.

Chimiohétérotrophes

Bactéries chimio-hétérotrophes impliquées dans la fixation de l'azote

Bactéries de la famille Frankiaceae, groupe Rhizobiaceae et des genres Azotobacter, Enterobacter, Klebsiella et Clostridium. Ces microorganismes participent à la fixation de l'azote élémentaire.

La plupart peuvent le faire indépendamment, mais certains doivent établir des relations symbiotiques avec les rhizobiacées et les légumineuses.

Ce processus aide au renouvellement des sols, en convertissant l'azote élémentaire en nitrates et en ammonium, qui sont bénéfiques tant que ces derniers sont en faibles concentrations dans le sol.

Le nitrate et l'ammonium peuvent alors être absorbés par les plantes, de sorte que ces bactéries sont extrêmement importantes dans la nature. Les rhizobies sont les bactéries les plus utilisées en agriculture et font partie des biofertilisants.

Bactéries chimio-hétérotrophes qui participent aux processus d'hydrolyse et d'acidogenèse de la matière organique

Bactéries chimio-hétérotrophes putréfactives

Dans cette catégorie se trouvent des espèces du genre Clostridium: C. botulinum, C. perfringens, C. sporongenes, C. tetani et C. tetanomorphum. De même, certaines espèces des genres Fusobacterium, Streptococcus, Micrococcus et Proteus sont également putréfactives.

Bactéries chimio-hétérotrophes aérobies et anaérobies facultatives

On retrouve ici toutes les bactéries responsables de maladies infectieuses chez l'homme et l'animal. Aussi ceux qui font partie du microbiote habituel.

Exemples: familles Streptococaceae, Staphylococaceae, Enterobacteriaceae, Mycobacteriaceae, Pasteurellaceae, Neisseriaceae, Pseudomonadaceae, entre autres.

Références

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