CYANOBACTERIA
Les cyanobactéries (anciennement appelées « algues bleues ») sont des bactéries capables de réaliser la photosynthèse oxygénique, comme les plantes. Elles appartiennent au domaine des Bacteria et non à celui des algues.
Caractéristiques principales
- Procaryotes : pas de noyau ni d'organites membranaires.
- Pigments photosynthétiques :
- Chlorophylle a
- Phycocyanine (bleu)
- Phycoérythrine (rouge, chez certaines espèces)
- Production d'oxygène par photosynthèse.
- Présentes dans les eaux douces, marines, les sols, les rochers et même les milieux extrêmes.
Importance biologique
- Elles sont parmi les premiers organismes à avoir oxygéné l'atmosphère terrestre il y a plus de 2 milliards d'années.
- Certaines fixent l'azote atmosphérique grâce à des cellules spécialisées appelées hétérocystes.
- Elles jouent un rôle majeur dans les cycles du carbone et de l'azote.
Principaux genres
- Microcystis
- Anabaena (aujourd'hui souvent classé dans le genre Dolichospermum)
- Nostoc
- Oscillatoria
- Planktothrix
- Synechococcus
- Prochlorococcus (très abondant dans les océans)
Efflorescences (blooms)
Lorsque les eaux sont riches en nutriments (eutrophisation) et chaudes, certaines cyanobactéries prolifèrent massivement et forment des « fleurs d'eau ».
Certaines espèces produisent des toxines :
- Microcystines : hépatotoxines.
- Cylindrospermopsine : toxine hépatique et rénale.
- Anatoxine-a : neurotoxine.
- Saxitoxines : neurotoxines.
Morphologie
Les cyanobactéries présentent plusieurs formes :
- Unicellulaires (Synechococcus).
- Coloniales (Microcystis).
- Filamenteuses non hétérocystées (Oscillatoria).
- Filamenteuses hétérocystées (Nostoc, Anabaena).
Classification simplifiée
Domaine : Bacteria
└─ Embranchement : Cyanobacteria
├─ Chroococcales
├─ Synechococcales
├─ Oscillatoriales
├─ Nostocales
└─ Stigonematales
Les microalgues, les cyanobactéries sont souvent étudiées aux côtés des Dinophyceae, Haptophyta et Cryptophyta, mais elles s'en distinguent fondamentalement par leur nature bactérienne. Elles constituent un groupe essentiel en écologie aquatique et en évolution de la vie sur Terre.
Les cyanobactéries sont un groupe de bactéries autotrophes gram-négatives du phylum Cyanobacteriota qui peut obtenir de l'énergie biologique par photosynthèse oxygénique. Les cyanobactéries sont originaires d'un environnement d'eau douce ou terrestre, et sont apparues pour la première fois dans l'époque archéenne moyenne. Ils sont probablement le taxon le plus nombreux à avoir jamais existé sur Terre. Le nom "cyanobactéries" (du grec κύανος ancien (kúanos) '' bleu') fait référence à leur couleur vert bleuâtre (cyan)[8][9] qui constitue la base du nom commun informel de cyanobactéries, les algues bleu-vert.
Les cyanobactéries sont les premiers organismes connus pour avoir produit de l'oxygène. Leurs photopigments peuvent absorber les fréquences rouge et bleu-spectre de la lumière du soleil (reflétant ainsi une couleur verdâtre) pour diviser les molécules d'eau en ions hydrogène et en oxygène. Les ions hydrogène sont utilisés pour réagir avec le dioxyde de carbone pour produire des composés organiques complexes tels que les glucides (un processus connu sous le nom de fixation du carbone), et l'oxygène est libéré comme sous-produit. En produisant et en libérant continuellement de l'oxygène sur des milliards d'années, on pense que les cyanobactéries ont converti l'atmosphère anoxique de la Terre primitive, réduisant faiblement l'atmosphère prébiotique, en une atmosphère oxydante avec de l'oxygène gazeux libre (qui aurait été immédiatement éliminée par divers réducteurs de surface), entraînant la Grande Événement d'oxydation et la "rouille de la Terre " au début du Protérozoïque, changement spectaculaire de la composition des formes de vie Earthsur Terre. L'adaptation subséquente d'organismes unicellulaires précoces pour survivre dans des environnements oxygénés a probablement conduit à une endosymbiose entre les anaérobes et les aérobes, et donc à l'évolution des eukaryotes pendant le Paléoprotérozoïque.
Les cyanobactéries utilisent des pigments photosynthétiques tels que diverses formes de chlorophylle, de caroténoïdes et de phycobilines pour convertir l'énergie photonique dans la lumière du soleil en énergie chimique. Contrairement aux procaryotes hétérotrophes, les cyanobactéries ont des membranes internes. Ce sont des sacs aplatis appelés thylakoïdes où la photosynthèse est effectuée. Les eucaryotes photoautotrophes tels que les algues rouges, les algues vertes et les plantes effectuent une photosynthèse dans les organites chlorophylliques qui sont censés avoir leur ascendance dans les cyanobactéries, acquises il y a longtemps par endosymbiose. Ces endosymbiont cyanobactéries endosymbiontiques chez les eucaryotes ont ensuite évolué et se sont différenciées en organites spécialisés tels que les chloroplastes, les chromoplastes, les étioplastes et les leucoplastes, collectivement connus sous le nom de plastides.
Les cyanobactéries Synechocystis et Cyanothece sont d'importants organismes modèles avec des applications potentielles dans la biotechnologie pour la production de bioéthanol, les colorants alimentaires, comme source d'aliments humains et animaux, les compléments alimentaires et les matières premières. Les cyanobactéries produisent une gamme de toxines connues sous le nom de cyanotoxines qui peuvent causer des effets néfastes sur la santé chez les humains et les animaux. La séricytochromatie, le nom proposé du paraphyleticgroupe paraphylétique et le plus basal, est l'ancêtre du groupe non photosynthétique Melainabacteria et des cyanobactéries photosynthétiques, également appelées Oxyphotobactéries.