Santé

L'environnement des bactéries

Dossier - Les bactéries, leur monde et nous
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Ce dossier permettra de faire connaissance avec le monde des bactéries, ces organismes minuscules mais présents partout : leur définition, leur mode de vie, leur histoire...

  
DossiersLes bactéries, leur monde et nous
 

Qu'est-ce que l'environnement des bactéries ? La définition ne va pas de soi. Les bactéries sont minuscules, leur environnement est-il une petite « couche » autour d'elles ? Mais alors de quelle taille ? Et que signifierait tenir compte des interactions avec leur environnement, si on définissait celui-ci à priori par une distance à l'extérieur des bactéries ? Donc, il faut s'y prendre autrement, et définir l'environnement précisément en fonction des interactions.

Une bactérie. © Sbtlneet, Pixabay, DP
Comment définir l'environnement d'une bactérie ? © Rebeccam | Stock Free Images & Dreamstime Stock Photos

L'environnement des bactéries, c'est tout ce qui interagit avec elles. Si bien que l'on doit dire que « ça dépend » : ça dépend des bactéries, ça dépend de ce qui se trouve à l'extérieur, ça dépend même du type d'interactions auxquelles on va s'intéresser. Ainsi, pour un même milieu (goutte d'eau, motte de terre, voire notre intestin ou notre peau), il peut y avoir multitude d'environnements différents, s'il y a une multitude de bactéries différentes, ayant avec leur entourage des interactions différentes ; par exemple, si les unes se nourrissent des sucres présents dans le milieu, tandis que d'autres sont des parasites d'autres organismes. Et pour une même population bactérienne, il peut y avoir aussi plusieurs environnements, selon les interactions que l'on va privilégier.

Le monde rapproché des bactéries : le microenvironnement 

On appelle microenvironnement, l'environnement « immédiat », dans lequel les interactions sont directes. C'est leur monde rapproché.

Interactions, cela va dans les deux sens. Ce que l'environnement fournit aux bactéries, ce que les bactéries fournissent à l'environnement, et en quoi cela modifie, et les bactéries, et l'environnement. Il faudrait plus d'un chapitre, pour décrire tout cela.

Les bactéries prélèvent dans leur environnement les molécules dont elles ont besoin pour croître ou pour survivre, (et la partie sur les conditions de vie des bactéries montre comment cela peut les modifier).

Que produisent-elles dans l'environnement ? Toutes sortes de substances de tailles diverses :

  • de petites molécules (appelées souvent métabolites secondaires), comme des antibiotiques qui peuvent tuer d'autres bactéries, et de nombreux autres métabolites dont on ne comprend pas toujours le rôle ;
  • d'autres petites molécules qui leur servent de signal de densité (le quorum sensing) ;
  • des enzymes qui leur permettent de transformer (hydrolyser) des molécules de l'environnement, trop grosses pour pénétrer dans leur cytoplasme (protéines, acides nucléiques, polysaccharides...), les transformant en molécules qu'elles (et d'autres) peuvent assimiler (dont elles peuvent se nourrir) ;
  • des sucres polymérisés sous forme de mucus, qui les protègent, forment la gangue du biofilm voire leur permettent de glisser à l'interface solide/eau, mais qui peuvent aussi servir de nourriture à d'autres espèces ;
  • elles produisent aussi des structures plus ou moins rattachées aux cellules qui interviennent dans ces transformations (pili, flagelles, vésicules). 
Photo en microscopie électronique des flagelles d'une souche de Escherichia coli. © Domaine public

Par exemple, la cellulose n'est pas digestible par les animaux, et les herbivores ne peuvent vivre que grâce à des bactéries capables d'hydrolyser cette macromolécule. Elles produisent pour cela des cellulases extracellulaires, qui sont souvent localisées dans des structures, (les cellulosomes) auxquelles participent de nombreuses espèces, organisées par des protéines qui maintiennent la cohésion de l'ensemble situé à l'extérieur des bactéries mais généralement lié à elles et contenant à la fois les fibres de cellulose et des complexes enzymatiques capables de les dégrader. Dans ce cas, comme dans bien d'autres, l'environnement implique d'autres êtres vivants, et ces communautés de bactéries dégradant la cellulose sont trouvées notamment dans le rumen des grands herbivores.