croissance des populations bactériennes

Distribution dans la nature

les procaryotes sont omniprésents à la surface de la Terre. On les trouve dans tous les environnements accessibles, de la glace polaire aux sources chaudes bouillonnantes, du sommet des montagnes au fond de l’océan, des corps végétaux et animaux aux sols forestiers. Certaines bactéries peuvent se développer dans le sol ou l’eau à des températures proches du point de congélation (0 °C ), tandis que d’autres prospèrent dans l’eau à des températures proches de l’ébullition (100 °C )., Chaque bactérie est adaptée pour vivre dans une niche environnementale particulière, qu’il s’agisse des surfaces océaniques, des sédiments de boue, du sol ou des surfaces d’un autre organisme. Le niveau de bactéries dans l’air est faible mais important, surtout lorsque la poussière a été suspendue. Dans les plans d’eau naturels non contaminés, le nombre de bactéries peut se chiffrer en milliers par millilitre; dans les sols fertiles, le nombre de bactéries peut se chiffrer en millions par gramme; et dans les fèces, le nombre de bactéries peut dépasser des milliards par gramme.,

les Procaryotes sont des membres importants de leurs habitats., Bien qu’ils soient de petite taille, leur nombre signifie que leur métabolisme joue un rôle énorme—parfois bénéfique, parfois nocif—dans la conversion des éléments dans leur environnement externe. Probablement toutes les substances naturelles, et de nombreuses substances synthétiques, peuvent être dégradées (métabolisées) par certaines espèces de bactéries., Le plus grand estomac de la vache, le rumen, est une chambre de fermentation dans laquelle les bactéries digèrent la cellulose dans les herbes et les aliments, les convertissant en acides gras et en acides aminés, qui sont les nutriments fondamentaux utilisés par la vache et la base de la production de lait de la vache. Les déchets organiques dans les eaux usées ou les tas de compost sont convertis par les bactéries soit en nutriments appropriés pour le métabolisme des plantes, soit en méthane gazeux (CH4) et en dioxyde de carbone., Les restes de toutes les matières organiques, y compris les plantes et les animaux, sont finalement convertis en sol et en gaz grâce aux activités des bactéries et autres micro-organismes et sont ainsi rendus disponibles pour une croissance ultérieure.

de Nombreuses bactéries vivent dans les rivières et autres sources d’eau, et leur présence à de faibles densités de population dans un échantillon de l’eau ne signifie pas nécessairement que l’eau est impropre à la consommation. Cependant, l’eau qui contient des bactéries telles que E., coli, qui sont des habitants normaux du tractus intestinal des humains et des animaux, indique que les eaux usées ou les matières fécales ont récemment pollué cette source d’eau. Ces bactéries coliformes peuvent être des agents pathogènes (organismes pathogènes) eux-mêmes, et leur présence signale que d’autres agents pathogènes bactériens et viraux moins facilement détectés peuvent également être présents. Les procédures utilisées dans les usines de purification de l’eau—décantation, filtration et chloration—sont conçues pour éliminer ces micro-organismes et tous les autres agents infectieux qui peuvent être présents dans l’eau destinée à la consommation humaine., En outre, le traitement des eaux usées est nécessaire pour empêcher la libération de bactéries et de virus pathogènes des eaux usées dans les réserves d’eau. Les stations d’épuration initient également la désintégration des matières organiques (protéines, graisses et glucides) dans les eaux usées. La dégradation des matières organiques par les micro-organismes dans l’eau consomme de l’oxygène (demande biochimique en oxygène), entraînant une diminution du niveau d’oxygène, ce qui peut être très nocif pour la vie aquatique dans les cours d’eau et les lacs qui reçoivent les eaux usées., L’un des objectifs du traitement des eaux usées est d’oxyder autant de matières organiques que possible avant leur rejet dans le système d’eau, réduisant ainsi la demande biochimique en oxygène des eaux usées. Les réservoirs de digestion des eaux usées et les dispositifs d’aération exploitent spécifiquement la capacité métabolique des bactéries à cette fin. (Pour plus d’informations sur le traitement des eaux usées, voir environmental works: Water-pollution control.)

Les bactéries du sol sont extrêmement actives dans les changements biochimiques en transformant les diverses substances, humus et minéraux, qui caractérisent le sol., Les éléments essentiels à la vie, tels que le carbone, l’azote et le soufre, sont convertis par les bactéries à partir de composés gazeux inorganiques en formes pouvant être utilisées par les plantes et les animaux. Les bactéries convertissent également les produits finaux du métabolisme des plantes et des animaux en formes pouvant être utilisées par les bactéries et autres micro-organismes. Le cycle de l’azote peut illustrer le rôle des bactéries dans divers changements chimiques., L’azote existe dans la nature dans plusieurs États d’oxydation, comme le nitrate, le nitrite, le gaz dinitrogène, plusieurs oxydes d’azote, l’ammoniac et les amines organiques (composés ammoniacaux contenant un ou plusieurs hydrocarbures substitués). La fixation de l’azote est la conversion du gaz dinitrogène de l’atmosphère en une forme pouvant être utilisée par des organismes vivants. Certaines bactéries fixatrices d’azote, telles que Azotobacter, Clostridium pasteurianum et Klebsiella pneumoniae, vivent en liberté, tandis que les espèces de Rhizobium vivent en association intime avec des légumineuses., Les organismes Rhizobium dans le sol reconnaissent et envahissent les poils racinaires de leur hôte spécifique, pénètrent dans les tissus végétaux et forment un nodule racinaire. Ce processus fait perdre aux bactéries beaucoup de leurs caractéristiques de vie libre. Ils deviennent dépendants du carbone fourni par la plante et, en échange de carbone, ils convertissent l’azote gazeux en ammoniac, qui est utilisé par la plante pour sa synthèse et sa croissance protéiques. En outre, de nombreuses bactéries peuvent convertir le nitrate en amines pour synthétiser des matériaux cellulaires ou en ammoniac lorsque le nitrate est utilisé comme accepteur d’électrons., Les bactéries dénitrifiantes convertissent le nitrate en gaz dinitrogène. La conversion de l’ammoniac ou des amines organiques en nitrate est réalisée par les activités combinées des organismes aérobies Nitrosomonas et Nitrobacter, qui utilisent l’ammoniac comme donneur d’électrons.

dans le cycle du carbone, le dioxyde de carbone est converti en matériaux cellulaires par les plantes et les procaryotes autotrophes, et le carbone organique est renvoyé dans l’atmosphère par les formes de vie hétérotrophes. Le principal produit de dégradation de la décomposition microbienne est le dioxyde de carbone, qui est formé par la respiration d’organismes aérobies.,

Le méthane, autre produit final gazeux du métabolisme du carbone, est une composante relativement mineure du cycle mondial du carbone, mais d’importance dans les situations locales et en tant que source d’énergie renouvelable à usage humain. La production de méthane est effectuée par les procaryotes méthanogènes hautement spécialisés et obligatoirement anaérobies, qui sont tous des archées. Les méthanogènes utilisent le dioxyde de carbone comme accepteur d’électrons terminaux et reçoivent des électrons de l’hydrogène gazeux (H2). Quelques autres substances peuvent être converties en méthane par ces organismes, y compris le méthanol, l’acide formique, l’acide acétique et les méthylamines., Malgré la gamme extrêmement étroite de substances pouvant être utilisées par les méthanogènes, la production de méthane est très courante lors de la décomposition anaérobie de nombreuses matières organiques, notamment la cellulose, l’amidon, les protéines, les acides aminés, les graisses, les alcools et la plupart des autres substrats. La formation de méthane à partir de ces matériaux nécessite que d’autres bactéries anaérobies dégradent ces substances soit en acétate, soit en dioxyde de carbone et en hydrogène gazeux, qui sont ensuite utilisés par les méthanogènes., Les méthanogènes soutiennent la croissance des autres bactéries anaérobies dans le mélange en éliminant l’hydrogène gazeux formé au cours de leurs activités métaboliques pour la production de méthane. La consommation du gaz hydrogène stimule le métabolisme d’autres bactéries.

malgré le fait que les méthanogènes aient une capacité métabolique aussi restreinte et soient assez sensibles à l’oxygène, ils sont répandus sur Terre. De grandes quantités de méthane sont produites dans des environnements anaérobies, tels que les marécages et les marais, mais des quantités importantes sont également produites dans le sol et par les ruminants., Au moins 80 pour cent du méthane dans l’atmosphère a été produit par l’action des méthanogènes, le reste étant libéré des gisements de charbon ou des puits de gaz naturel.