Types de bactéries chimiosynthétiques

Les bactéries chimiosynthétiques sont un type d’organisme autotrophe, une forme de vie qui tire sa nutrition de sources non alimentaires. L’autre type d’autotrophe est l’organisme photosynthétique, qui comprend la plupart des plantes et certaines bactéries. Les organismes photosynthétiques créent des nutriments en utilisant la lumière. Les organismes chimiosynthétiques utilisent des réactions chimiques pour convertir les substances inorganiques en nutriments. Ils sont décrits par le type de molécule inorganique qu’ils utilisent comme intrant pour leurs réactions.

Bactéries qui utilisent des ions métalliques

La chimiosynthèse fonctionne généralement par oxydation d’une substance inorganique. L’oxydation signifie que la réaction éloigne les électrons de la molécule oxydée. Les électrons se dirigent vers une autre molécule pour faciliter sa transformation en un autre composé—dans le cas des bactéries chimiosynthétiques, en molécules organiques. Les souches de bactéries utilisent le fer, l’arsenic, le manganèse et l’uranium comme sources d’électrons, et elles sont identifiées par le métal qu’elles utilisent.

Méthanobactéries

Ces bactéries habitent les milieux humides, les zones à haute teneur en eaux usées et les voies intestinales. Ils combinent le dioxyde de carbone et l’hydrogène, ce qui libère l’oxygène dont ils ont besoin pour vivre et produit du méthane comme sous-produit.

Bactéries du soufre

Les bactéries sulfureuses se trouvent dans les profondeurs de la mer. Les premières colonies ont été découvertes près des îles Galapagos autour de cheminées hydrothermales en eau profonde. Le sulfure d’hydrogène s’écoule des évents volcaniques, créant un environnement que les scientifiques pensaient inhospitalier à la vie. Les bactéries soufrées qui y vivent transforment le sulfure d’hydrogène en soufre élémentaire, tout en produisant des molécules organiques qu’elles utilisent comme nutriments. On trouve également des bactéries sulfureuses dans les suintements froids dans le golfe du Mexique, où le sulfure d’hydrogène s’infiltre des sédiments dans la mer sans chaleur qui l’accompagne. Autour des suintements froids, les bactéries sulfureuses se trouvent à l’intérieur des vers tubulaires. Les vers absorbent le sulfure d’hydrogène et l’acheminent vers les bactéries qui, à leur tour, produisent des molécules organiques que le ver tubaire partage.

Bactéries de l’azote

Ces bactéries chimiosynthétiques réalisent des réactions impliquant des composés azotés. Il existe trois catégories de bactéries azotées : nitrifiantes, dénitrifiantes et fixatrices d’azote. Les bactéries nitrifiantes vivent dans le sol où l’on trouve des composés d’ammoniac. L’ammoniac contient de l’azote et de l’hydrogène. Certaines bactéries utilisent ces composés pour créer des nitrites, un composé d’azote et d’oxygène. D’autres bactéries poursuivent le processus, transformant les nitrites en nitrates, composés d’azote et d’oxygène qui contiennent plus d’oxygène que les nitrites, et que les plantes peuvent absorber par leur système racinaire et utiliser comme nutriments. Toutes les bactéries qui participent à ce processus sont appelées bactéries nitrifiantes.

Les bactéries dénitrifiantes appauvrissent le sol parce qu’elles détruisent les nitrates qui fournissent des nutriments aux plantes. Ces bactéries tirent leur nourriture de la transformation des nitrates en d’autres composés, y compris l’azote et les nitrites, que les plantes sont incapables de transformer en molécules dont elles ont besoin.

Les bactéries qui fixent l’azote vivent dans les racines de certaines plantes, y compris les légumineuses. Ils transforment l’azote atmosphérique en nitrates. L’azote atmosphérique est un composé stable, de sorte que les réactions de ces bactéries sont difficiles à reproduire. Fritz Haber, chimiste allemand, a reçu le prix Nobel de chimie en 1918 pour son procédé de fixation artificielle de l’azote. Le procédé Haber est utilisé pour créer des engrais commerciaux dans une imitation mécanisée de ce que les bactéries fixatrices d’azote font dans les racines de légumineuses.