Archaea

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Archaea
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 Halobacterium sp. souche NRC-1.Chaque cellule a environ 5 ÎŒm de longueur.
Halobacterium sp. souche NRC-1.
Chaque cellule a environ 5 ÎŒm de longueur.
Classification
RĂšgne
Archaea
Woese, Kandler & Wheelis, 1990
Classes de rang inférieur

Les archĂ©es ou Archaea (anciennement archĂ©obactĂ©ries ou bien encore archĂ©bactĂ©ries, du grec archaios, « ancien Â» et backterion, « bĂąton Â») forment un groupe de micro-organismes unicellulaires et sont un groupe majeur de procaryotes. Comme les bactĂ©ries, elles ne prĂ©sentent donc ni noyau (biologie) et ni organites intracellulaires.

Avant les travaux de phylogĂ©nie, les archaea, qui Ă©taient encore appelĂ©es archĂ©obactĂ©ries, faisaient partie du rĂšgne des monĂšres dans la classification du vivant en cinq rĂšgnes. Les analyses plus dĂ©taillĂ©es ont montrĂ© que les archĂ©es Ă©taient aussi diffĂ©rentes des bactĂ©ries que celles-ci le sont des eucaryotes : ces travaux aboutirent Ă  la classification du vivant en trois domaines. Les archaea ont Ă©tĂ© ultĂ©rieurement divisĂ©es en quatre phyla, dont les deux groupes des crenarchaeota et des euryarchaeota qui sont les plus Ă©tudiĂ©s.

Sommaire

Descriptif

Habituellement, la taille et la forme des archĂ©es sont similaires Ă  celles des bactĂ©ries, bien que certaines espĂšces d’archĂ©es prĂ©sentent une forme inhabituelle, comme haloquadra walsbyi qui est de forme plate et carrĂ©e. En dĂ©pit de ces similaritĂ©s visuelles avec les bactĂ©ries, les archĂ©es s’en distinguent par certains caractĂšres biochimiques, comme la constitution de la membrane cellulaire. De plus, elles prĂ©sentent des gĂšnes et des voies mĂ©taboliques qui sont plus similaires Ă  ceux qui sont rencontrĂ©s chez les eucaryotes, notamment les enzymes impliquĂ©es dans le mĂ©canisme de rĂ©plication de l'ADN, la transcription et la traduction. Les archĂ©es utilisent une plus grande variĂ©tĂ© de source d’énergie que les eucaryotes : composĂ© organique comme les sucres, l’ammoniac, les ions mĂ©talliques et mĂȘme l’hydrogĂšne gazeux comme nutriments. Les Halobacteria utilisent la lumiĂšre solaire comme source d’énergie, et certaines espĂšces d’archĂ©es peuvent fixer le carbone, cependant, Ă  l’inverse des plantes et des cyanobactĂ©ries, il n’y a pas d’espĂšces d’archĂ©es connues capables de rĂ©aliser ces deux phĂ©nomĂšnes. Les archaea se reproduisent de maniĂšre asexuĂ©e et se divisent par fission binaire, fragmentation ou bourgeonnement. Par opposition aux bactĂ©ries et aux eucaryotes, aucune espĂšce d’archĂ©es identifiĂ©e Ă  ce jour n’est capable de former des spores.

Les archaea sont extrĂȘmement diversifiĂ©es. Certaines sont connues pour leur capacitĂ© Ă  vivre dans des conditions extrĂȘmes et occupent des niches Ă©cologiques qu'elles sont souvent seules Ă  occuper (pH proche de 0, tempĂ©rature supĂ©rieure Ă  100 Â°C, salinitĂ© Ă©levĂ©e par exemple), mais il existe beaucoup d’archĂ©es vivant dans des biotopes plus courants et trĂšs variĂ©s comme le sol, les lacs, la mer ou l’intestin des animaux. Elles contribueraient jusqu'Ă  20 % du total de la biomasse[1]. Ces procaryotes sont maintenant ainsi reconnus comme une part majeure du vivant sur Terre, ils peuvent jouer un rĂŽle dans le cycle du carbone et le cycle de l'azote. Il n’y a pas d’exemple clairement reconnu d’archĂ©es pathogĂšnes ou parasites, mais il existe des espĂšces mutualistes ou commensales. Par exemple, les archĂ©es mĂ©thanogĂšnes du tractus intestinal de l’homme et des ruminants participent Ă  la digestion des aliments. Les archĂ©es ont Ă©galement une importance en technologie, avec par exemple l’utilisation des mĂ©thanogĂšnes pour produire des biogaz ou leur participation au traitement des eaux usĂ©es. Par ailleurs, les enzymes des archĂ©es extrĂȘmophiles, rĂ©sistantes aux tempĂ©ratures Ă©levĂ©es et aux solvants organiques, sont exploitĂ©es en biotechnologie.

Classification

Nouveau domaine

Au dĂ©but du XXe siĂšcle, les procaryotes Ă©taient considĂ©rĂ©s comme un seul groupe d'organismes et classĂ©es en fonction de leur biochimie, de leur morphologie et du mĂ©tabolisme. Par exemple, les microbiologistes essayaient de classer les micro-organismes sur la base des structures de leurs parois cellulaires, leurs formes, et les substances qu'ils consomment. Cependant, une nouvelle approche a Ă©tĂ© proposĂ©e en 1965 qui permet d’étudier les liens de parentĂ©s entre les procaryotes en utilisant les sĂ©quences des gĂšnes de ces organismes. Cette approche, connue sous le nom de la phylogĂ©nĂ©tique, est la principale mĂ©thode utilisĂ©e aujourd'hui.

Les Archaea ont d’abord Ă©tĂ© dĂ©couvertes dans les environnements extrĂȘmes, comme les sources chaudes volcaniques.

Les archaea ont d'abord Ă©tĂ© classĂ©es comme un groupe distinct des procaryotes en 1977 par Carl Woese (professeur Ă  l'universitĂ© de l'Illinois Ă  Urbana aux États-Unis) et George E. Fox dans les arbres phylogĂ©nĂ©tiques basĂ©es sur les sĂ©quences de l’ARN ribosomique 16S (ARNr) des gĂšnes[2]. Ces deux groupes ont Ă©tĂ© initialement nommĂ©s les eubactĂ©ries et archaeobactĂ©ries et traitĂ©s comme sous-rĂšgne ou rĂšgne. Woese fait valoir que ce groupe de procaryotes est fondamentalement diffĂ©rent des bactĂ©ries. Pour souligner cette diffĂ©rence, et pour insister sur le fait qu’ils composent, avec les eucaryotes, trois domaines bien distincts du vivant, ces deux domaines ont plus tard Ă©tĂ© renommĂ©s archeae et bacteria[3]. Le mot archĂ©es vient du grec ancien áŒ€ÏÏ‡Î±áż–Î±, qui signifie « choses anciennes Â».

Dans un premier temps, seuls les mĂ©thanogĂšnes ont Ă©tĂ© placĂ©s dans ce nouveau domaine et les archĂ©es ont Ă©tĂ© considĂ©rĂ©es comme des extrĂȘmophiles qui n'existent que dans les habitats tels que les sources chaudes et les lacs salĂ©s. À la fin du XXe siĂšcle, les microbiologistes se sont rendu compte que les archĂ©es sont en fait un grand groupe diversifiĂ© d'organismes qui sont trĂšs rĂ©pandus dans la nature et qui sont communs dans une diversitĂ© d’habitats, tels que les sols et les ocĂ©ans[4]. Cette nouvelle apprĂ©ciation de l’importance et de l'ubiquitĂ© des archĂ©es a Ă©tĂ© rendu possible grĂące Ă  la rĂ©action en chaĂźne par polymĂ©rase pour dĂ©tecter les procaryotes dans des Ă©chantillons d'eau ou de sol Ă  partir de leurs acides nuclĂ©iques. Cela permet la dĂ©tection et l'identification d'organismes qui ne peuvent pas ĂȘtre cultivĂ©s en laboratoire, ou dont la culture est difficile[5],[6].

Classification actuelle

Ces organismes ont longtemps été regroupés sous le terme générique de procaryotes avec les bactéries. Pour les différencier, les microbiologistes avaient élaboré un systÚme de comparaison et de classification fondé sur de petites différences visibles au microscope, ainsi que sur des différences physiologiques (capacité à se développer sur un certain milieu par exemple).

DĂšs qu'il a Ă©tĂ© question d'Ă©lucider les relations gĂ©nĂ©alogiques entre les diffĂ©rents procaryotes, les biologistes ont dĂ» se rendre Ă  l'Ă©vidence : les diffĂ©rences nutritionnelles et phĂ©notypiques ne permettraient pas de classer correctement les diffĂ©rents organismes. Au cours des annĂ©es 1970, les biologistes ont pris conscience de l'existence irremplaçable d'information, au cƓur mĂȘme des cellules des ĂȘtres vivants, permettant de dĂ©terminer la phylogĂ©nie, l'ADN. Le gĂšne identifiĂ© dans une cellule est le variant d'un gĂšne qui a existĂ© il y a de trĂšs nombreuses annĂ©es. La comparaison gĂšne Ă  gĂšne entre deux organismes permet donc de mesurer le temps Ă©coulĂ© depuis la divergence Ă  partir de l'ancĂȘtre commun.

Carl Woese a rĂ©alisĂ© que l'ARN ribosomique (ou ARNr, une des molĂ©cules contenues dans la cellule) des organismes qu'il Ă©tudiait permettait de mettre en Ă©vidence l'existence de deux groupes clairement sĂ©parĂ©s : les bactĂ©ries et les archĂ©obactĂ©ries. En rĂ©alitĂ©, Woese s'est Ă©galement rendu compte que les ARNr des archĂ©es Ă©taient en fait aussi diffĂ©rents des ARNr des bactĂ©ries que de celui des eucaryotes. Il en a conclu qu'il ne fallait plus uniquement sĂ©parer en deux grands groupes le monde du vivant, en fonction de la prĂ©sence ou de l'absence d'un noyau, mais plutĂŽt en trois domaines primitifs : les bactĂ©ries, les archĂ©es et les eucaryotes.

Aujourd'hui, de nombreuses Ă©tudes ont confirmĂ© le caractĂšre monophylĂ©tique de ce groupe. Ces microorganismes ressemblent par leur forme aux bactĂ©ries, mais d'un point de vue molĂ©culaire, si certains de leurs traits les rapprochent des bactĂ©ries, d'autres les rapprochent plutĂŽt des eucaryotes. Il n'est donc pas possible de voir les archĂ©es comme Ă©tant des ancĂȘtres des bactĂ©ries.

Le classement des archĂ©es, et des procaryotes en gĂ©nĂ©ral, est Ă  la fois en Ă©volution rapide et un domaine litigieux. Sur la base de critĂšres uniquement mĂ©taboliques, les archĂ©es ont Ă©tĂ© divisĂ©es en quatre grands groupes : les archĂ©obactĂ©ries mĂ©thanogĂšnes, les archĂ©obactĂ©ries halophiles, les archĂ©obactĂ©ries thermophiles, les archĂ©obactĂ©ries sulfo-dĂ©pendantes.

Les systĂšmes de classification actuelles visent Ă  organiser les archĂ©es en groupes d'organismes qui partagent des caractĂ©ristiques structurelles et des ancĂȘtres communs[7]. Ces classifications s'appuient fortement sur l'usage de la sĂ©quence des gĂšnes de l'ARN ribosomique pour rĂ©vĂ©ler les relations entre les organismes (phylogĂ©nĂ©tique molĂ©culaire)[8]. La plupart des archĂ©es cultivables sont membres de deux principaux embranchements : euryarchaeota et crenarchaeota. D'autres groupes ont Ă©tĂ© provisoirement crĂ©Ă©. Par exemple, les espĂšces propres nanoarchaeum equitans, qui a Ă©tĂ© dĂ©couvert en 2003, a Ă©tĂ© classĂ© dans un nouveau phylum : nanoarchaeota[9]. Un nouveau phylum korarchaeota a Ă©galement Ă©tĂ© proposĂ© ; il contient un petit groupe d'espĂšces thermophiles inhabituels qui partagent les caractĂ©ristiques des deux principaux embranchements, mais qui est plus Ă©troitement liĂ©e aux crenarchaeota[10],[11]. RĂ©cemment mises en Ă©vidence, d'autres espĂšces d'archĂ©es sont seulement de loin liĂ© Ă  aucun de ces groupes, tels que les Archaeal Richmond Mine Acidophilic Nanoorganisms (ARMAN), qui ont Ă©tĂ© dĂ©couvertes en 2006[12].

Origine et Ă©volution

Arbre phylogénétique montrant la relation entre les archées et les autres formes de vie. Les eucaryotes sont de couleur rouge, les archées de couleur verte et les bactéries en bleu. Adapté de Ciccarelli et al.[13].

Bien que les fossiles connus de cellules procaryotes ont Ă©tĂ© datĂ©s de prĂšs de 3,5 milliards d'annĂ©es, la plupart des procaryotes n'ont pas de morphologies distinctives et les formes des fossiles ne peuvent pas ĂȘtre utilisĂ©es pour les identifier comme Ă©tant des archaea[14]. Par contre, les fossiles chimiques, sous la forme des lipides caractĂ©ristiques des archĂ©es, donnent plus d'informations, car ces composĂ©s n’existent pas dans d'autres groupes d'organismes[15]. Certaines publications ont suggĂ©rĂ© que des lipides fossiles provenant de procaryotes ou d’eucaryotes Ă©taient prĂ©sents dans les schistes datant de 2,7 milliards d'annĂ©es[16]. Depuis, ces donnĂ©es ont toutefois Ă©tĂ© sujettes Ă  question[17]. Ces lipides ont Ă©galement Ă©tĂ© dĂ©tectĂ©s dans des roches datant du prĂ©cambrien. Les plus anciennes traces connues de ces lipides isoprĂ©niques proviennent des roches de la formation d'Isua Ă  l'ouest du Groenland, qui comprennent des sĂ©diments formĂ©s il y a 3,8 milliards d'annĂ©es et qui sont les plus anciens sur Terre[18].

Arbre phylogénétique basé sur l'analyse comparative des gÚnes ARNr montrant la séparation des bactéries, des archaea, et des eucaryotes.

Woese propose que les bactĂ©ries, les archĂ©es et les eucaryotes reprĂ©sentent chacune une lignĂ©e sĂ©parĂ©e qui aurait divergĂ© Ă  partir d’une colonie d'organismes ancestrale[19],[20]. D’autres biologistes, cependant, ont fait valoir que les archĂ©es et les eucaryotes proviennent d'un groupe de bactĂ©ries[21]. Il est possible que le dernier ancĂȘtre commun des bactĂ©ries et des archĂ©es soit un organisme thermophile, ce qui soulĂšve la possibilitĂ© que la vie soit apparue dans des conditions de tempĂ©ratures Ă©levĂ©es[22]. Cette hypothĂšse n’est toutefois pas approuvĂ©e par l’ensemble de la communautĂ© scientifique[23],[24]. Par ailleurs, Ă©tant donnĂ© que les archĂ©es et les bactĂ©ries ne sont pas plus liĂ©es entre elles qu'elles ne le sont aux cellules eucaryotes, cela conduit Ă  l'argument selon lequel le terme procaryote n'a pas de vĂ©ritable signification Ă©volutive et devrait ĂȘtre entiĂšrement rejetĂ©[25].

La relation entre les archĂ©es et les eucaryotes reste un problĂ©me important. En plus des similitudes dans la structure cellulaire et les mĂ©canismes biochimiques qui sont discutĂ©s ci-aprĂšs, de nombreux arbres phylogĂ©nĂ©tiques groupent les archĂ©es et les eucaryotes ensemble. Certaines des premiĂšres analyses ont mĂȘme suggĂ©rĂ© que la relation entre les eucaryotes et les archĂ©es de l’embranchement Euryarchaeota est plus proche que la relation entre les embranchements euryarchaeota et crenarchaeota[26]. Toutefois, il est maintenant considĂ©rĂ© comme plus probable que l'ancĂȘtre des eucaryotes a divergĂ© tĂŽt Ă  partir de l’ancĂȘtre commun avec les archaea[27],[28]. La dĂ©couverte de gĂšnes provenant d’archĂ©es dans le gĂ©nome de certaines bactĂ©ries, telles que thermotoga maritima, rend les relations entre organismes encore plus difficiles Ă  dĂ©terminer, Ă©tant donnĂ© que le transfert horizontal de gĂšnes a eu lieu[29]. Les gĂšnes archĂ©ens dans les gĂ©nomes eucaryotes pourraient Ă©galement provenir de transfert horizontal. Certains auteurs suggĂšrent que les eucaryotes se sont dĂ©veloppĂ©s Ă  partir d’une fusion entre des bactĂ©ries et des archĂ©es (thĂ©orie endosymbiotique)[30].

Génome et génétique

Les archaea ont gĂ©nĂ©ralement un seul chromosome circulaire. Le plus grand gĂ©nome archĂ©en sĂ©quencĂ© Ă  ce jour est celui de methanosarcina acetivorans[31]avec 5 751 492 paires de bases alors que le gĂ©nome de nanoarchaeum equitans, le plus petit sĂ©quencĂ© Ă  ce jour fait un dixiĂšme de cette taille avec seulement 490 885 paires de base. Il est estimĂ© que le gĂ©nome de nanoarchaeum equitans comporte 537 gĂšnes codant des protĂ©ines[32]. Les Ă©lĂ©ments extrachromosomiques, appelĂ©s plasmides sont Ă©galement prĂ©sents dans archĂ©es. Ces plasmides peuvent ĂȘtre transfĂ©rĂ©s entre les cellules par contact physique, dans un processus qui pourrait ĂȘtre similaire Ă  la conjugaison bactĂ©rienne[33],[34].

Reproduction

La reproduction des archaea a lieu de maniĂšre asexuĂ©e par division binaire, par fission multiple ou par fragmentation. La mĂ©iose ne se produit pas, tous les descendants ont le mĂȘme matĂ©riel gĂ©nĂ©tique. AprĂšs la rĂ©plication de l’ADN les chromosomes sont sĂ©parĂ©s et la cellule se divise[35]. Les dĂ©tails du cycle cellulaire des archĂ©es ont fait l'objet de quelques Ă©tudes dans le genre Sulfolobus. Ce cycle a des caractĂšres qui sont similaires Ă  la fois des systĂšmes eucaryotes et bactĂ©riens. Selon les espĂšces d’archĂ©es, les chromosomes sont rĂ©pliquĂ©s Ă  partir de un ou plusieurs points de dĂ©part (origines de rĂ©plication) Ă  l'aide d'ADN polymĂ©rases qui ressemblent aux enzymes Ă©quivalentes des eucaryotes[36]. Toutefois, les protĂ©ines de la division cellulaire, tels que la protĂ©ine FtsZ, qui forme un anneau contractant autour de la cellule, et les composants de la cloison naissante dans le coeur de la cellule, sont similaires Ă  leurs Ă©quivalents bactĂ©riens[35].

S’il existe des spores chez les bactĂ©ries et les eucaryotes, elles n’ont jamais Ă©tĂ© mises en Ă©vidence dans toutes les archĂ©es connues. Certaines espĂšces de Haloarchaea peuvent subir des modifications phĂ©notypiques et croĂźtre avec diffĂ©rents types de cellules, incluant des parois Ă©paisses. Ces structures qui sont rĂ©sistantes aux chocs osmotiques permettent aux archĂ©es de survivre dans l'eau Ă  de faibles concentrations en sel, mais ce ne sont pas des structures de reproduction et elle ne peuvent aider Ă  la dispersion dans de nouveaux habitats[37].

Diversité des archaea, habitat

Caractéristiques cellulaires

Archaea vivant dans les geysers de Yellowstone

Les archaea sont trĂšs diverses, aussi bien d'un point de vue morphologique que physiologique. Ce sont des ĂȘtres unicellulaires avec une taille variant entre 0,1 et 15 ”m, mais certains se dĂ©veloppent pour former des filaments ou des agrĂ©gats (filaments jusqu'Ă  200 ”m). Elles peuvent ĂȘtre sphĂ©riques (coques), spirales, en forme de bĂątonnet (bacilles), rectangulaires


Elles font preuve d'une grande diversité de modes de reproduction, par fission binaire, bourgeonnement ou fragmentation.

MĂ©tabolisme

D'un point de vue nutritionnel, elles se répartissent en de trÚs nombreux groupes, depuis les chimiolithoautotrophes (tirant leur énergie de gradients chimiques d'origine non biologique) aux organotrophes.

D'un point de vue physiologique, elles peuvent ĂȘtre aĂ©robies, anaĂ©robies facultatives ou strictement anaĂ©robies.

Habitat

Les archĂ©es existent dans une large diversitĂ© d'habitats et sont une composante importante des Ă©cosystĂšmes de la planĂšte[4]. Elles peuvent contribuer jusqu'Ă  20% de la biomasse totale sur la Terre[38]. De nombreuses archĂ©es sont extrĂȘmophiles d’ailleurs, historiquement, les milieux extrĂȘmes Ă©taient considĂ©rĂ©s comme leurs niches Ă©cologiques [rĂ©f. nĂ©cessaire]. En effet, certaines archĂ©es survivent Ă  des tempĂ©ratures Ă©levĂ©es, souvent supĂ©rieures Ă  100 Â°C, que l'on rencontre dans les geysers, les fumeurs noirs et des puits de pĂ©trole. D'autres se trouvent dans des habitats trĂšs froids et d'autres en milieu trĂšs salĂ©, acide ou dans l'eau alcaline. Toutefois, d'autres espĂšces d’archĂ©es sont mĂ©sophiles et poussent dans des conditions beaucoup plus douce, dans les marais, les eaux usĂ©es, les ocĂ©ans et les sols[4].

Les archĂ©es extrĂȘmophiles sont membres des quatre principaux groupes physiologiques. Ce sont les halophiles, thermophiles, alcalophiles et acidophiles[39]. Ces groupes n’ont pas de lien avec leur embranchement dans la classification phylogĂ©nĂ©tique. NĂ©anmoins, ils sont un point de dĂ©part utile pour la classification.

Les halophiles, comme par exemple le genre halobacterium, vivent dans des environnements salins, tels que les lacs salĂ©s (Grand Lac SalĂ© de l’Utah), le littoral marin, les marais salants, la Mer morte, avec des concentrations en sel jusqu'Ă  25%. Les membres de l'ordre des halobacteriales (haloferax, halobacterium, halococcus, halorubrum, natrinema, natronococus
) sont des exemples d’archĂ©es halophiles. Elles ont souvent une pigmentation rouge Ă  jaune Ă  cause des carotĂ©noĂŻdes et sont responsables de la coloration de certains lacs (Lac Magadi au Kenya par exemple).
Les thermophiles se dĂ©veloppent mieux Ă  des tempĂ©ratures supĂ©rieures Ă  45 Â°C, dans des lieux tels que les sources d'eau chaude ; les archĂ©es hyperthermophiles sont dĂ©finies comme celles qui se dĂ©veloppent au mieux Ă  une tempĂ©rature supĂ©rieure Ă  80 Â°C[40]. Pyrococcus, methanopyrus, thermococcus, sulfolobus, pyrodictium sont des exemples d’archĂ©es hyperthermophiles. Pyrobaculum provient de rĂ©servoirs profonds de pĂ©trole chaud. Pyrolobus fumarii est capable de se multiplier jusqu'Ă  113 Â°C. Une Ă©tude rĂ©cente Ă  montrĂ© que la souche 116 de methanopyrus kandleri pousse Ă  122 Â°C, ce qui est la plus haute tempĂ©rature enregistrĂ©e au cours de laquelle un organisme peut se dĂ©velopper[41]. D’autres archĂ©es peuvent croĂźtre dans des conditions trĂšs acides ou alcalines[39]. Par exemple, l'une des archĂ©es acidophiles les plus extrĂȘmes est picrophilus torridus, qui croĂźt Ă  un pH de 0, ce qui Ă©quivaut Ă  1,2 mole d'acide sulfurique[42].

RĂ©cemment, plusieurs Ă©tudes ont montrĂ© que les archĂ©es existent non seulement dans les environnements mĂ©sophile et thermophile, mais sont Ă©galement prĂ©sentes, parfois en grand nombre, Ă  basse tempĂ©rature. Par exemple, les archĂ©es sont communes dans les environnements froids ocĂ©aniques telles que les mers polaires[43]. Les archaea sont en fait prĂ©sentes en grand nombre dans tous les ocĂ©ans du monde dans la communautĂ© planctonique (dans le cadre du picoplancton)[44]. Bien que ces archaea puissent reprĂ©senter jusqu'Ă  40% de la biomasse microbienne, presque aucune de ces espĂšces n’a Ă©tĂ© isolĂ©e et Ă©tudiĂ©e en culture pure[45]. Par consĂ©quent, notre comprĂ©hension du rĂŽle des archĂ©es dans l'Ă©cologie des ocĂ©ans est rudimentaire, de sorte que leur influence sur les cycles biogĂ©ochimiques mondiaux reste largement inexplorĂ©[46]. Certaines crenarchaeota marines sont capables de nitrification, suggĂ©rant que ces organismes ont un rĂŽle important dans le cycle de l'azote ocĂ©anique[47], bien qu’elles peuvent Ă©galement utiliser d'autres sources Ă©nergĂ©tique[48]. Un grand nombre d’archĂ©es sont Ă©galement prĂ©sents dans les sĂ©diments qui recouvrent le fond de la mer et constitueraient la majoritĂ© des cellules vivantes Ă  des profondeurs de plus de 1 mĂštre dans ces sĂ©diments[49],[50]. Les archĂ©obactĂ©ries mĂ©thanogĂšnes (productrices de mĂ©thane) des marais sont responsables des gaz des marais (Poitevin par exemple). Beaucoup d’archĂ©es mĂ©thanogĂšnes sont rencontrĂ©es dans le tube digestif des ruminants (methanomicrobium, methanosarcina), des termites ou des humains.

Archées et santé humaine

Jusqu'à aujourd'hui, il n'y a pas de démonstration claire qu'il existe des archées pathogÚnes[51],[52], bien que des relations aient été proposées entre la présence d'archées méthanogÚnes et de maladies parodontales[53].

Bien qu’un grand nombre d’archaea ne soient aujourd’hui pas cultivables en laboratoire, de nombreuses espĂšces peuvent ĂȘtre cultivĂ©es en utilisant des milieux de culture adaptĂ©s et en reproduisant au mieux les conditions environnementales de leurs habitats naturels.

Comparaison entre archaea, bactéries et eucaryotes

Les archaea sont similaires aux bactĂ©ries par beaucoup d’aspects de leur structure cellulaire et de leur mĂ©tabolisme. Cependant, les mĂ©canismes et les protĂ©ines impliquĂ©s dans les processus de rĂ©plication, de transcription et de traduction prĂ©sentent des traits similaires Ă  ceux rencontrĂ©s chez les eucaryotes. Les particularitĂ©s des archĂ©es par rapport aux deux autres domaines du vivant (bactĂ©ries et eucaryotes) sont les suivantes :

  • la structure et la chimie des parois cellulaires, atypiques (absence de peptidoglycane classique chez les bactĂ©ries)
  • la structure lipidique de leur membrane : les lipides des archĂ©obactĂ©ries consistent en de longues chaĂźnes d'alcool isoprĂ©niques attachĂ©es au glycĂ©rol par des liaisons Ă©ther, alors que les autres organismes fabriquent les lipides de leurs membranes en assemblant deux chaĂźnes d'acides gras avec une molĂ©cule de glycĂ©rol par l'intermĂ©diaire d'une liaison ester
  • la prĂ©sence d'ARN polymĂ©rases inhabituelles, beaucoup plus complexes que les ARN-polymĂ©rases des bactĂ©ries, et Ă©tonnamment proches de celles des eucaryotes.
  • un chromosome circulaire de type bactĂ©rien mais comportant des gĂšnes en mosaĂŻque similaires Ă  ceux des eucaryotes.
  • les protĂ©ines intervenant dans les processus de rĂ©plication et de rĂ©paration de l'ADN ressemblent Ă  celles rencontrĂ©es chez les eucaryotes[54].
  • leur mĂ©tabolisme (mĂ©thanogĂšnes
)

Notes et références

  1. ↑ E. F. DeLong & N. R. Pace (2001). Environmental Diversity of Bacteria and Archaea Syst. Biol. 50: 470-478.
  2. ↑ Woese C, Fox G (1977). Phylogenetic Structure of the Prokaryotic Domain: the Primary Kingdoms. Proc Natl Acad Sci U S A 74 (11): 5088–5090.
  3. ↑ Woese, Carl R., Kandler, Otto, Wheelis, Mark L (1990). Towards a Natural System of Organisms: Proposal for the Domains Archaea, Bacteria, and Eucarya. Proceedings of the National Academy of Sciences 87 (12): 4576–4579.
  4. ↑ a, b et c DeLong EF, « Everything in Moderation: Archaea as 'Non-Extremophiles' Â», dans Curr. Opin. Genet. Dev., vol. 8, no 6, 1998, p. 649–54 [lien PMID, lien DOI] 
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