Micro-organisme - Définition
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Histoire et évolution
Les micro-organismes ont été les premières formes de vie à se développer sur Terre, il y a environ 3.4 à 3,7 milliards d'années. Le transfert horizontal de gènes, de pair avec un haut taux de mutation et de nombreux autres moyens de la variation génétique, permet aux micro-organismes d'évoluer rapidement (par sélection naturelle), de survivre dans des environnements nouveaux et répondre à des stress environnementaux.
Cette évolution rapide est importante dans la médecine, car elle l'a conduit à l'évolution récente de « super-microbes » - des bactéries (notamment pathogènes) rapidement devenues résistantes aux antibiotiques modernes.
Certains microbes dont ceux dits extrêmophiles ont acquis au cours de l'évolution des moyens de résistance face au système immunitaire de leur hôte ou face au stress environnemental (acides, pression, température, froid, oxydants, métaux lourds, radioactivité, etc.), soit en s'adaptant à l'un ou l'autre de ces « facteurs de stress », soit en entrant en sommeil ou en se protégeant par « enkystement ».
Un même microbe peut ainsi se présenter sous plusieurs formes, Toxoplasma gondii offre par exemple - selon le contexte - 3 formes :
- tachyzoïte ; forme active à haut taux de reproduction ;
- mérozoïte ; se reproduisant moins vite, mais protégé dans des kystes cellulaires ;
- sporozoïte ; forme très protégée logée dans des oocystes.
Habitats
Les micro-organismes sont présents dans presque tous les habitats existants dans la nature, y compris dans des environnements hostiles tels que les pôles, les déserts, les geysers, les rochers et la mer profonde. Certains types de micro-organismes, appelés extrêmophiles, se sont adaptés aux conditions extrêmes de vie.
Découverte
Antoine van Leeuwenhoek a été l'un des premiers à observer les micro-organismes à l'aide d'un microscope de sa conception. Il a ainsi fait l'une des plus importantes contributions à la biologie et a ouvert la voie aux domaines de la microbiologie et de la bactériologie.
Maladies et immunologie
Les micro-organismes peuvent aussi être la cause de nombreuses maladies infectieuses. On distingue ainsi les bactéries pathogènes, provoquent des maladies comme la peste, la tuberculose et le charbon, les protozoaires sont quant à elles responsables de maladies comme le paludisme, la maladie du sommeil et la toxoplasmose et enfin les champignons provoquent des maladies telles que la teigne, la candidose ou histoplasmose. Toutefois, d'autres maladies comme la grippe, la fièvre jaune ou le SIDA sont causés par des virus pathogènes, qui ne sont généralement pas classés comme des organismes vivants et ne sont donc pas des micro-organismes au sens stricte du terme.
Importance
Les micro-organismes sont indispensables à l'Homme et à l'environnement. Ils participent au cycle du carbone et au cycle de l'azote et accomplissent un rôle vital dans presque tous les écosystèmes, tel que le recyclage d'autres organismes.
Recherche sur les espèces extrêmophiles
- 2007. Une équipe de biologistes de l'Université du Massachusetts (États-Unis) a découvert un microbe se reproduisant à 121 °C ; Trouvé proche d'une cheminée située dans les profondeurs de l'Océan Pacifique, la "Souche 121" a survécu jusqu'à la température de 130 °C. C'est l'organisme connu vivant sur terre résistant à la plus forte température.
Précédemment on connaissait Pyrolobus fumarii qui mourait après 1 heure d'incubation à 121 °C.
Besoins des micro-organismes
Pour se nourrir, les micro-organismes ont besoin de :
Utilisation soit par respiration (dégradation totale : gaz), soit par fermentation (composés divers issus du « découpage » plus ou moins importante des sucres.
Les produits de ces fermentations sont des déchets et sont donc rejetés dans le milieu naturel.
- Protides : apport de substances azotées.
- Dégradation plus ou moins importante des protéines avec libération d'acides aminés, peptides, voire ammoniac : c'est la protéolyse.
- Lipides : éventuellement — apport de carbone et d'énergie.
- Substances minérales : sels
- Facteurs de croissance : vitamines
- Eau
Par le froid, on stoppe la croissance de la majorité des micro-organismes qui vont se maintenir en état de dormance, sans multiplication.
L'importance du temps de chauffe permet, pour une température donnée, de parvenir à une destruction plus ou moins complète ; une augmentation de température impliquant une diminution du temps de chauffe. Les principaux traitements thermiques sont la pasteurisation et la stérilisation.
À une température favorable adaptée et optimale, on permettra le développement de certaines espèces :
- psychrophiles : température optimale de 12 à 15 °C
- psychrotrophes : température optimale de 25 à 30 °C
- mésophiles : température optimale de 30 à 45 °C
- thermophiles : température optimale de 55 à 75 °C
L'interaction de micro-organismes différents peut varier :
- la métabiose : succession sur un même milieu de micro-organismes ; les premiers préparent le « terrain » pour les suivants, puis stoppent leur multiplication et enfin disparaissent.
- la symbiose : développement sur un même milieu et en même temps de plusieurs espèces microbiennes, ces espèces se favorisant mutuellement.
- l'antibiose : il en existe plusieurs formes
- par compétition, lié au nombre et à la virulence d'une espèce ; la plus combative occupant le milieu, celui-ci devient impropre au développement de l'espèce la plus faible.
- par inhibition : les antibiotiques
- par parasitisme : les bactériophages ou virus dont la multiplication est 25 à 100 fois plus rapide que celle des bactéries.
L'activité des micro-organismes dans la biosphère et leur rôle dans les cycles biogéochimiques sont essentiels pour toutes les formes de vie sur Terre.
La microbiologie est la science qui étudie les micro-organismes.
