3. Procaryotes: les Bactéries et les Archées

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Lucienne Roux
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1 3. Procaryotes: les Bactéries et les Archées Les Bactéries et les Archées sont des procaryotes, ce qui signifie qu'ils n'ont pas de noyau d'une cellule ou d'autres organites membranaires dans leurs cellules. Le matériel génétique primaire d'un procaryote est constitué d'une boucle fermée de l'adn («chromosome bactérien") dans une région de la cellule appelée nucléoïde. Contrairement au noyau d'une cellule eucaryote, il n'est pas entouré par une membrane nucléaire. Auparavant, les archées ont été classés avec les bactéries, mais ils sont maintenant connus pour être évolutif distinct. Pour la plupart, les archées et des bactéries sont assez similaires en taille et en forme (Figure 3). 3a. Les Archées Quel âge est la planète Terre? Environ 4,5 milliards d'années! Figure 1. Microscope électronique à balayage d'escherichia coli bacilles. Photo: Rocky Mountain Laboratories, NIAID, NIH; license Wikimedia Commons. Jusqu'à récemment, la plupart des scientifiques pensaient que la terre était sans vie de la plupart de son histoire. Les plus anciens fossiles de plantes et d'animaux sont seulement poids d'environ millions d'années (Figure 4. Fossile de trilobite. Photo license Wikimedia Commons.). Mais, microfossiles de procaryotes primitifs ont récemment été identifiés dans des roches de 3,5 milliards ans. Les archées et le changement du climat ancien: Qu est qu ils faisaient? Figure 2. Fossile de trilobite. Photo license Wikimedia Commons.

2 Terre primitive était extrêmement chaud (290 degrés Celsius), et l'atmosphère était très riche en dioxyde de carbone (98%). Il y avait seulement une trace d'oxygène dans l'atmosphère primitive de la Terre. Le archées de la Terre primitive pouvaient vivre à des températures élevées, et n'avaient pas besoin d'oxygène pour survivre. (Aujourd'hui encore, les archées sont souvent trouvés dans des environnements extrêmes, dans des conditions de haute température, l'acidité ou la concentration de sel) Archées tôt utilisaient CO2 dans l'atmosphère comme source de carbone, dans un processus appelé fixation de carbone (c'est-à-dire, ils étaient autotrophes, et ils vivaient aussi en anaérobiose). Pendant des millions d'années, ils ont réduit la concentration de dioxyde de carbone dans l'atmosphère, ce qui a également entraîné un refroidissement de la température de la Terre. Aujourd hui, la mesure de CO2 dans l atmosphère est environ 0.04%. 3b. Les Bactéries Les bactéries (Bacteria), sont des organismes vivants unicellulaires et procaryotes présents dans tous les milieux. Les bactéries présentent de nombreuses formes : sphériques (coques), allongées ou en bâtonnets (bacilles), des formes plus ou moins spiralées. L étude des bactéries est la bactériologie, une branche de la microbiologie. Les bactéries sont ubiquitaires et sont présentes dans tous les types de biotopes rencontrés sur Terre. Elles peuvent être isolées du sol, des eaux douces, marines ou saumâtres, de l air, des profondeurs océaniques, des déchets radioactifs, de la croûte terrestre, sur la peau et de l intestin des animaux. Il y a environ 40 millions de cellules bactériennes dans un gramme de sol et 1 million de cellules bactériennes dans un millilitre d eau douce. Les cyanobactéries. Les cyanobactéries (Figure 5) sont considérés comme une forme primitive de vie parce étaient une forme précoce, et probablement plus tôt, la vie sur terre. Les cellules d'algues bleu-vert sont appelées cellules procaryotes (du grec «pro» pour «avant» et «karyon", en référence à la "noix" ou noyau). Les cellules sont petites, et nécessitent un microscope pour observer leurs structures. Les cellules individuelles, cependant, peuvent former des colonies qui sont visibles à l'œil nu.

3 Les cyanobactéries sont photosynthétiques, c'est à dire qu'ils utilisent l'énergie du soleil (photosynthèse) pour faire des sucres à l'intérieur de la cellule. Les cyanobactéries aussi changaient le climat ancien, comment? Ils sont responsables de la modification de la composition de l'atmosphère. Lorsque les cyanobactéries ont évolués il y a quelques milliards d'années, il n'y avait pas d'oxygène (O2) dans l'atmosphère. Les cyanobactéries ont été les premiers générateurs d'oxygène organismes photosynthétiques. Peu à peu, au fil du temps, l'oxygène libéré par la photosynthèse a créé l'atmosphère que nous avons aujourd'hui. En augmentant la concentration d'oxygène dans l'atmosphère, ils ont permis à d'autres organismes aérobies à évoluer. Même aujourd'hui, les cyanobactéries sont des contributeurs majeurs à l'approvisionnement en oxygène de notre atmosphère. Aujourd hui, la mesure de O2 dans l atmosphère est environ 21%. Figure 3. Cyanobactéries, dans une chaîne de cellules individuelles. Photo license Wikimedia Commons. Ces minuscules organismes affectent également le cycle mondial de l'azote. Les cyanobactéries sont partie d'un petit groupe d'organismes, qui sont capables de «fixer» l'azote et sont très important dans le cycle mondial de l'azote. Voici la cellule bactérienne et ses principales composantes (Figure 6) : le capsule, paroi cellulaire, membrane plasmique, cytoplasme, flagella, et nucléoide Figure 4. Schéma de la structure cellulaire d une cellule bactérienne typique. Photo license Wikimedia Commons.

4 3c. Questions pour vous aider étudier Q3-1. On trouve souvent ses organismes dans les environnements extrêmes (tres chauds, salées, acides. : A Protistes B Archées C Champignons D Plantes Q3-2. Identifiez avec la correcte lettre: C E B i. membrane plasmique ii. nucleoide iii. cytoplasme iv. paroi cellulaire v. flagelle D A Q3-3. Aujourd hui, la mesure de CO2 dans l atmosphère est environ: A 79% B 98% C 3.0% D 0.04% Q3-4. (Vrai/Faux. les Archées possedent un noyau Q3-5. L age de notre planete est environ...

5 a 4.5 x 10 3 ans b 4.5 x 10 6 ans c 4.5 x 10 9 ans d 4.5 x ans 3d. Réponses aux questions R2-1. B R2-2. i = C ii = B iii = E iv = D v = A R2-3. D R2-4. Faux R2-5. C Remerciements La plupart des photographies de ce livre proviennent de Wikimedia Commons, et sont soumis aux exigences Creative Commons licence. Wikimedia Commons (souvent nommé Commons) est une médiathèque en ligne d'images, de sons et d'autres médias audio-visuels sous licence libre.

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