PHOTOTROPHES: CARACTÉRISTIQUES ET CLASSIFICATION - LA BIOLOGIE - 2025

Les phototrophes sont des microorganismes qui obtiennent de l'énergie chimique en utilisant la lumière du soleil (énergie lumineuse). Ils sont divisés en photoautotrophes et photohétérotrophes selon la source de carbone qu'ils utilisent.

Les photoautotrophes sont ceux qui utilisent la lumière du soleil comme source d'énergie et utilisent le CO2 comme principale source de carbone. Alors que les photohétérotrophes utilisent également la lumière comme source d'énergie, ils utilisent des composés organiques comme source de carbone.

Filaments de cyanobactéries du genre Lyngbya (bactéries de type photosynthétique oxygénées)

Ces bactéries jouent un rôle fondamental dans l'écologie microbienne, notamment dans les cycles biogéochimiques du soufre et du carbone, en tirant le meilleur parti des différentes formes sous lesquelles ces éléments se retrouvent dans la nature.

En plus de la classification ci-dessus, ils sont également divisés en phototrophes oxygénés et phototrophes anoxygéniques. Les cyanobactéries sont connues sous le nom de phototrophes oxygénées, tandis que celles anoxygéniques comprennent les bactéries rouges et vertes (sulfureuses et non sulfureuses).

Les sulfures sont généralement photolithoautotrophes, bien que certains puissent se développer photoorganohétérotrophes, mais nécessitent quand même de petites quantités de H ₂ S, tandis que les non-sulfureux sont photohétérotrophes.

D'un autre côté, la plupart des bactéries sulfureuses sont anaérobies, bien que l'oxygène ne soit pas toxique pour elles, elles ne l'utilisent tout simplement pas.

Dans le cas des bactéries non soufrées, ce sont généralement des aérobies facultatifs, selon les conditions, c'est-à-dire s'il y a de la lumière et de l'anaérobiose, le processus à effectuer sera la photosynthèse, mais s'il y a aérobiose, ils feront de la respiration aérobie, qu'il y ait de la lumière ou non.

Il est important de noter que le composé qui capture les photons de lumière dans ces bactéries est appelé bactériochlorophylle.

caractéristiques

Les différents types de bactéries photosynthétiques sont largement répandus dans les écosystèmes aquatiques, mais aussi dans les écosystèmes terrestres aux conditions extrêmes telles que les évents hypersalins, acides, alcalins et hydrothermaux, entre autres.

Ces microorganismes ont été peu étudiés, en raison de certains inconvénients, tels que la difficulté d'obtenir et de conserver des cultures pures. Cependant, diverses techniques ont maintenant été développées à cet effet. Parmi eux, la technique de la plaque de coulée.

Types de bactéries phototrophes ou photosynthétiques

-Photrophes

Les bactéries phototrophes anoxygéniques sont un groupe très diversifié de micro-organismes à capacité photosynthétique, qui habitent les zones anaérobies (sans oxygène) des systèmes principalement aquatiques, avec une exposition au soleil.

Les familles suivantes appartiennent à ce groupe de microorganismes: Chlorobiaceae (verts sulfureux), Chloroflexaceae (vert non sulfureux), Rhodospirillaceae (rouge non sulfureux), Ectothiorhodospiraceae et Chromatiaceae (tous deux rouges sulfureux).

Bactéries rouges de soufre de la famille

Ce sont des anaérobies stricts, ils utilisent donc des composés dérivés du soufre tels que Na ₂ S, S, thiosulfate, sulfure, hydrogène moléculaire ou de simples composés organiques de faible poids moléculaire comme donneurs d'électrons.

Ils peuvent avoir différentes morphologies, notamment: spirale (Thiospirillum), bacilles (Chromatium), ovoïde ou vibrioïde (Thiopedia); ils sont disposés dans l'espace sous forme de cellules individuelles ou par paires, et sont mobiles en raison de flagelles, de glissements ou de vacuoles à gaz.

Certaines de ses espèces contiennent de la bactériochlorophylle a et d'autres b. Ils peuvent également contenir des pigments caroténoïdes des séries spiriloxanthine, okénone et rhodopinal. Ceux-ci ont la fonction de protection contre la photo-oxydation.

De plus, ils ont la capacité d'accumuler du soufre intracellulaire.

Bactéries rouges de soufre de la famille

Ceux-ci sont incapables de stocker le soufre intracellulairement comme le font ceux de la famille des Chromatiaceae. Leur morphologie se présente sous la forme de Vibrios, ils sont disposés de manière isolée dans l'espace et ils sont mobiles.

Ces bactéries sont importantes pour leur participation au cycle du carbone et du soufre, et aussi pour servir de nourriture à divers organismes aquatiques.

Bactéries sulfureuses vertes de la famille

Il s'agit d'un groupe de microorganismes qui effectuent une photosynthèse anoxygénique qui habitent les zones riches en soufre et anaérobies dans les lacs.

Ils sont photolithoautotrophes et anaérobies obligatoires, la plupart sont immobiles, mais certains peuvent bouger en raison de la présence de flagelles.

Alors que d'autres contiennent des vésicules de gaz qui vous permettent d'ajuster la profondeur appropriée dans les lacs (zones sans oxygène) et d'obtenir également la quantité nécessaire de lumière et de H ₂ S.

Les immobiles vivent au fond des lacs, plus précisément dans les boues boueuses riches en soufre.

La raison pour laquelle ils peuvent vivre à de grandes profondeurs est grâce aux chlorosomes, qui leur permettent de se développer à une intensité lumineuse inférieure à celle des bactéries rouges, et aussi à cause de leur capacité à résister facilement à des concentrations élevées de soufre.

Ils présentent des morphologies diverses, parmi lesquelles: bacilles droits, cocci et vibrions. Ils sont distribués individuellement ou en chaînes et peuvent être vert herbe ou brun chocolat.

Ils fixent le CO _2, via le cycle de Krebs inversé. En plus du genre Chlorobium (Vibrios), il existe 2 autres genres: Pelodyction (bacilles droits) et Prosthecochloris (Cocoides).

Bactéries vertes filamenteuses non sulfureuses de la famille

Ils ont la forme de tiges droites et sont disposés en filaments. Le genre Chloronema a des vésicules de gaz.

Ils fixent le CO ₂ via l'hydroxypropionate. Ils se déplacent en faisant glisser leurs filaments. En ce qui concerne l'oxygène, ils sont facultatifs.

La plupart vivent dans des lacs ou des sources chaudes à des températures comprises entre 45 et 70 ° C, c'est-à-dire qu'ils sont thermophiles.

Chloroflexus et Chloronema sont des hybrides, car ils ont des chlorosomes comme les bactéries vertes, mais leur centre de réaction est le même que celui des bactéries rouges.

Bactéries rouges non sulfureuses de la famille

Ils sont les plus changeants au niveau de leur métabolisme, car bien qu'ils préfèrent les milieux aquatiques riches en matière organique soluble, avec de faibles concentrations en oxygène et bien éclairés, ils peuvent également réaliser la photosynthèse en conditions anaérobies.

D'autre part, ils peuvent également croître chimio-hétérotrophes dans l'obscurité, car ils sont capables d'utiliser un large répertoire de composés organiques comme sources de carbone et / ou d'énergie.

Ils sont mobiles car ils ont un flagelle polaire et sont divisés par fission binaire. Ces types de bactéries sont actuellement très utiles, notamment dans des domaines tels que la biotechnologie et la médecine.

Ses utilisations les plus fréquentes sont dans les processus de bioremédiation des eaux et des sols contaminés, dans la production de biofertilisants et d'herbicides, car il a été observé qu'ils produisent des substances actives telles que la vitamine B12, l'ubiquinone et l'acide 5-aminolévulinique, entre autres.

Pour l'isolement de ces bactéries, elles nécessitent des milieux de culture spéciaux, avec 30 jours d'incubation à température ambiante avec des plages de cycle lumière et obscurité de 16/8 respectivement, en utilisant des lampes à incandescence (2200 lux).

Bactéries rouges non sulfurées de la famille

Ce sont des bacilles droits et mobiles avec un flagelle polaire, qui se divisent par fission binaire. Ces bactéries sont facultatives en termes d'oxygène, en aérobiose elles inhibent la photosynthèse mais en anaérobiose elles le font.

Ils peuvent également photo-assimiler une grande variété de composés organiques, tels que les sucres, les acides organiques, les acides aminés, les alcools, les acides gras et les composés aromatiques.

Bactéries rouges non sulfurées de la famille

Ils ont une morphologie ovoïde, sont mobiles par les flagelles péritriques et sont divisés par bourgeonnement. Ils ont également une prosteca, c'est-à-dire des extensions du cytoplasme et de la paroi cellulaire, dont la fonction est d'augmenter la surface du micro-organisme et ainsi obtenir plus de nourriture.

Il a également des exospores (spores qui se forment à l'extérieur).

Autres genres de bactéries anoxygéniques

Parmi eux se trouvent les héliobactéries, Erythrobacter et Chloroacidobacterium.

Les héliobactéries fixent très bien l'azote et sont abondantes dans les sols tropicaux fournissant cet élément. Ils sont essentiels dans certains types de cultures, par exemple dans les rizières.

Erythrobacter est de peu d'importance.

Chloroacidobacterium ressemble étroitement à l'appareil photosynthétique des bactéries vertes sulfureuses avec des chlorosomes.

-Photosynthétique oxygénique

Les cyanobactéries possèdent de la chlorophylle, ainsi que des pigments accessoires caroténoïdes et phycobiliprotéines.

Les pigments impliqués dans les réactions de photophosphorylation (conversion de l'énergie lumineuse en énergie chimique) sont appelés pigments de centre de réaction. Autour de ces pigments se trouvent des pigments appelés antennes, qui agissent comme des collecteurs de lumière.

Dans ce groupe se trouvent les cyanobactéries, qui sont des photoautotrophes. Parmi les plus importants, on trouve le genre Prochlorococcus, qui est l'organisme photosynthétique le plus abondant et le plus petit du monde marin.

D'autre part, il y a le genre Synechococcus, abondant dans les eaux de surface et, comme Prochlorococcus, fait partie du picoplancton marin.

Références

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