Cyanobacteriota - Cyanobacteria.

Cyanobacteriota - Cyanobacteria

Cyanobacteria correspond au rang taxonomique de phylum (division), dans le domaine Bacteria. Ce phylum regroupe les cyanobactéries, autrefois appelées algues bleues ou algues bleu‑vert, bien qu’elles soient strictement des bactéries.

Position taxonomique complète

Voici la hiérarchie actuelle :

• Domaine : Bacteria
• Phylum : Cyanobacteria
• Classes (exemples) :
  • Cyanophyceae (classification historique)
  • Melainabacteria
  • Sericytochromatia
  • Oxyphotobacteria (photosynthétiques classiques)

Les Cyanobacteriota (en français les Cyanobactéries) sont un phylum du règne des Bacillati, au sein du domaine Bacteria.

Ce sont des bactéries photosynthétiques qui forment un phylum (équivalent taxinomique d’embranchement chez d'autres organismes), caractérisé par une terminaison systématique -ota. Alors qu'elles ont été longtemps nommées Cyanobacteria, ce nom n'a jamais été officiellement validé malgré son usage très courant, et on continue d'ailleurs à les appeler cyanobactéries en français. Le nom Cyanobacteriota a été officialisé début 2023 par le Code international de nomenclature pour les algues, les champignons et les plantes (CIN) et le Comité international de systématique des procaryotes. Leur phylum de bactéries qui contient la classe validée des Cyanophyceae et celle non validée des « Candidatus Melainabacteria » (le mot Candidatus signifie que ces bactéries n'ont pas été cultivées en laboratoire). Ces organismes sont parfois encore appelés, de manière impropre, « algues bleues » ou « algues bleu-vert ».

Les cyanobactéries ont joué un rôle déterminant dans l'évolution de la vie sur terre. Par leur présence dans le phytoplancton, elles sont majoritairement à l'origine de la production de l'oxygène nécessaire à la plupart des formes actuelles de vie.

Description scientifique de Cyanobacteria

Les cyanobactéries sont des bactéries Gram négatives capables de photosynthèse oxygénique, comme les plantes. Elles sont parmi les organismes les plus anciens de la planète (≈ 3,5 milliards d’années) et ont joué un rôle majeur dans l’oxygénation de l’atmosphère terrestre.

Caractéristiques principales

• Procaryotes (pas de noyau, pas d’organites)
• Photosynthèse oxygénique via chlorophylle a
• Présence de phycobiliprotéines (phycocyanine, phycoérythrine)
• Paroi de type Gram négatif
• Formes variées : unicellulaires, filamenteuses, coloniales
• Production de toxines (microcystines, anatoxines) chez certaines espèces
• Capacité à fixer l’azote (hétérocystes)

Rôles écologiques

• Producteurs primaires majeurs dans les milieux aquatiques
• Fixation de l’azote dans les sols et eaux
• Formation de blooms (eaux douces, marines)
• Symbioses (lichens, plantes, champignons)

Importance évolutive

Les cyanobactéries sont à l’origine des chloroplastes des plantes via un événement d’endosymbiose.

Synthèse structurée

Cyanobacteriota

Anabaena sphaerica (ici visualisée au microscope optique) est une espèce de Cyanobactérie filamenteuse.

Étymologie

Le terme « cyanobactérie » est composé du préfixe « cyano », du grec ancien κύανος (« bleu sombre »), et de « bactérie », du grec ancien βακτηρία (« bâton pour la marche ») via le latin bacterium, à cause de la forme en bâton des premières bactéries observées.

Aperçu

On connaît plus de 7 500 espèces de cyanophycées (dont au moins 200 pouvant être libres, c'est-à-dire non symbiotiques et capables d'une vie indépendante), réparties dans plus de 150 genres.

Les cyanobactéries, malgré une éventuelle ressemblance superficielle et écologique, ne sont pas des algues : ce sont bien des bactéries comme leur nom l'indique, alors que les algues sont des eucaryotes. Ce sont le plus souvent des formes filamenteuses de consistance éventuellement gluante, dont le plus grand nombre est microscopique. Malgré leur nom vernaculaire (dû au fait que les premières cyanobactéries trouvées avaient une coloration légèrement bleue), elles peuvent prendre diverses couleurs et sont rarement bleues mais plus souvent rouges, vertes avec des reflets bleutés, violettes, brunes, jaunes ou orangées (les fleurs d'eau d'algues bleu-vert peuvent être de différentes couleurs : vert olive, vert foncé, turquoise, brunâtre et, plus rarement, rouge brique). Ces couleurs viennent des pigments bleus (phycocyanines) et rouges (phycoérythrines) qui masquent la chlorophylle a et sont réunis dans les phycobilisomes, complexes collecteurs d'énergie lumineuse de l'appareil photosynthétique.

Les oxyphotobactéries réalisent la photosynthèse oxygénique et peuvent donc transformer l'énergie solaire en énergie chimique utilisable par la cellule en fixant le dioxyde de carbone (CO₂) et en libérant du dioxygène (O₂). Certaines d'entre elles peuvent dans certaines conditions fixer le diazote. Elles sont capables de consommer le carbone organique présent dans leur environnement.

La fixation du CO₂ est attestée depuis au moins 3,7 milliards d'années mais on ne sait rien des organismes qui en sont à l'origine. Les cyanobactéries et leurs ancêtres ont produit un bouleversement écologique majeur par leur dégagement de dioxygène dans l'atmosphère (elles sont responsables de la Grande Oxydation vers 2,45 milliards d'années) et par leur contribution au premier puits biologique de carbone et à une désacidification des océans, lorsqu'elles se sont organisées en colonies fixées (stromatolithes), capables de produire du calcaire. Certains leur attribuent un rôle dans l'apparition de la vie sur terre par la production de l'oxygène et leur présence dans le phytoplancton.

Aujourd'hui, leurs populations croissantes, entre autres en France, favorisées par des déséquilibres trophiques ou écologiques (dont l'eutrophisation des eaux), posent divers problèmes : obstruction des systèmes de filtration, coloration et parfois dystrophisations des eaux ou anoxies, avec métabolites secondaires donnant un mauvais goût à l'eau (géosmine, 2-méthylisobornéol (en), p-cyclocitral…) et certains causant des toxicoses graves. Une quarantaine d'espèces connues sécrètent ou contiennent des cyanotoxines qui sont généralement des neurotoxines pouvant causer la mort chez divers animaux, dont l'humain. Ces toxines comptent parmi les plus puissants poisons naturels connus et n'ont pas d'antidote connu.

Les propriétés thérapeutiques des bains de boue seraient dues en majeure partie aux cyanobactéries. Certaines espèces comme la spiruline (Arthrospira) sont utilisées comme complément alimentaire.

Description

Les cyanobactéries sont des organismes procaryotes mixotrophes ne présentant ni noyau véritable, ni plaste, ni reproduction sexuée.

Structure

Les cyanobactéries sont dépourvues de membrane nucléaire, de mitochondries, de réticulum endoplasmique et de flagelle. Au microscope électronique, on distingue deux zones différenciées, principalement par leur couleur :

• Le chromoplasma (zone périphérique contenant les thylakoïdes, sortes de sacs écrasés contenant les organites photosynthétiques) qui, outre la photosynthèse, assure deux autres fonctions : la respiration, et la fixation de l'azote (chez certaines espèces) ;
• Le centroplasma, situé au centre de la cellule, qui assure des fonctions semblables à celle d'un noyau et contient l'ADN, qui se présente généralement sous forme d'aiguilles.

Conclusion

Cyanobacteria = phylum bactérien Bactéries photosynthétiques, Gram négatives, essentielles dans l’évolution et l’écologie. Anciennement appelées algues bleues, mais ce sont des bactéries, non des eucaryotes.