BACTÉRIE

Le terme bactérie est un nom vernaculaire qui désigne certains organismes vivants microscopiques et procaryotes présents dans tous les milieux. Le plus souvent unicellulaires, elles sont parfois pluricellulaires (généralement filamenteuses), la plupart des espèces bactériennes ne vivant pas individuellement en suspension, mais en communautés complexes adhérant à des surfaces au sein d'un gel muqueux (biofilm).

Les bactéries les plus grosses mesurent plus de 2 μm et, jusqu'au début du XXIe siècle, les spécialistes considéraient que les plus petites mesuraient 0,2 μm, mais il existe des « ultramicrobactéries », y compris en eau douce.

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Coques à gauche, Spirillum au centre, bacille à droite.

Les bactéries présentent de nombreuses formes : sphériques (coques), allongées ou en bâtonnets (bacilles), des formes plus ou moins spiralées. L’étude des bactéries est la bactériologie, soit une des nombreuses branches de la microbiologie.

Il existe environ 10 000 espèces connues à ce jour, mais la diversité réelle du groupe est probablement supérieure. L'estimation du nombre des espèces oscillerait entre 5 et 10 millions.

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Deux Klebsiella pneumoniae (bacilles) aux prises avec un leucocyte humain (neutrophile). Image de microscopie électronique à balayage recolorée. Noter l'aspect granuleux de sa paroi qui correspond à sa capsule, sorte de barrière externe qui la rend plus résistante à la phagocytose.

Les bactéries sont ubiquitaires et sont présentes dans tous les types de biotopes rencontrés sur Terre. Elles peuvent être isolées du sol, des eaux douces, marines ou saumâtres, de l’air, des profondeurs océaniques, des déchets radioactifs, de la croûte terrestre, sur la peau et dans l’intestin des animaux. Les bactéries ont une importance considérable dans les cycles biogéochimiques comme le cycle du carbone et la fixation de l’azote de l’atmosphère.

Chez l'humain, il a été calculé que 1012 bactéries colonisent la peau, 1010 bactéries colonisent la bouche et 1014 bactéries habitent dans l'intestin, ce qui fait qu'il y a dix fois plus de cellules bactériennes que de cellules humaines dans le corps humain. La plupart de ces bactéries sont inoffensives ou bénéfiques pour l’organisme. Il existe cependant de nombreuses espèces pathogènes à l'origine de beaucoup de maladies infectieuses comme le choléra, la syphilis, la peste, l’anthrax, la tuberculose.

Les bactéries peuvent être très utiles à l’humain lors des processus de traitement des eaux usées, dans l’agroalimentaire lors de la fabrication des yaourts ou du fromage et dans la production industrielle de nombreux composés chimiques.

Bactérie

Nom vulgaire ou nom vernaculaire ambigu :
L'appellation « bactérie » s'applique en français à plusieurs taxons distincts.

Description de cette image, également commentée ci-après

Deinococcus radiodurans, une eubactérie

Taxons concernés

En microbiologie :

  • Au sens classique : l'empire Prokaryota (les procaryotes)
  • Au sens restreint : le domaine Eubacteria (les eubactéries)

En zoologie :

Histoire

Origine de la bactériologie

Les bactéries étant microscopiques, elles ne sont donc visibles qu'avec un microscope. Antoine van Leeuwenhoek fut le premier à observer des bactéries, grâce à un microscope de sa fabrication, en 1668. Il les appela « animalcules » et publia ses observations dans une série de lettres qu'il envoya à la Royal Society.

Au XIXe siècle, les travaux de Louis Pasteur ont révolutionné la bactériologie. Il démontra en 1859 que les processus de fermentation sont causés par des microorganismes et que leur croissance n’était pas due à la génération spontanée. Il démontra aussi le rôle des microorganismes comme agents infectieux. Pasteur conçut également des milieux de culture, des procédés de destruction des microorganismes comme l’autoclave et la pasteurisation.

Le médecin allemand Robert Koch et ses collaborateurs mirent au point les techniques de culture des bactéries sur milieu solide. Robert Koch est un des pionniers de la microbiologie médicale, il a travaillé sur le choléra, la maladie du charbon (anthrax) et la tuberculose. Il démontra de façon claire qu’une bactérie pouvait être l’agent responsable d’une maladie infectieuse et il proposa une série de postulats (les postulats de Koch, toujours utilisés aujourd’hui) confirmant le rôle étiologique d’un microorganisme dans une maladie. Il obtient le prix Nobel de physiologie ou médecine en 1905.

Si les bactéries étaient connues au XIXe siècle, il n’existait pas encore de traitement antibactérien. En 1909, Paul Ehrlich mit au point un traitement contre la syphilis avant l’utilisation de la pénicilline en thérapeutique suggérée par Ernest Duchesne en 1897 et étudiée par Alexander Fleming en 1929. Ehrlich reçut le prix Nobel pour ses travaux sur l'immunologie en 1908, et fut un pionnier de l'usage de colorants pour détecter et identifier les bactéries, son travail étant la base de la coloration de Gram et de la coloration de Ziehl-Neelsen.

Les microbiologistes Martinus Beijerinck et Sergei Winogradsky initièrent les premiers travaux de microbiologie de l’environnement et d’écologie microbienne en étudiant les relations entre ces microorganismes au sein de communautés microbiennes du sol et de l’eau.

Définition et étymologie

Le mot « bactérie » apparaît pour la première fois avec le microbiologiste allemand Christian Gottfried Ehrenberg en 1838. Ce mot dérive du grec βακτηριον, qui signifie « bâtonnet ». Parallèlement Haeckel inventa en 1866 l'embranchement Monera pour regrouper au sein de son règne Protista tous les microorganismes sans structure interne (bien qu'excluant les cyanobactéries, alors classées parmi les plantes). Ferdinand Cohn utilisa à son tour le terme Bacteria comme taxon en 1870 et tenta le premier de les classer rigoureusement selon leur morphologie. Pour Cohn, les bactéries étaient des plantes primitives non chlorophylliennes. À la suite des travaux de Cohn, Haeckel révisa la circonscription de ses « monères » pour y inclure les cyanobactéries. Les termes de « monère » et de « bactérie » devinrent alors synonymes.

En 1938 Herbert Copeland éleva les monères au rang de règne, à un niveau désormais égal aux animaux, plantes et protistes. Ce n'est qu'en 1957 qu'André Lwoff distingua avec clarté les concepts de bactérie et de virus grâce à des arguments biochimiques et structuraux. Enfin, Roger Stanier et Cornelis van Niel définirent pour la première fois rigoureusement en 1962 le concept de bactérie par l’absence d’organite membrané (et en particulier de véritable noyau, donc de mitose).

Noms français et noms scientifiques correspondants

Liste alphabétique de noms vulgaires ou de noms vernaculaires attestés en français.

Controverse terminologique

En 1977, Carl Woese grâce à ses travaux de phylogénie moléculaire divisa les procaryotes en deux domaines : les Eubacteria et les Archaebacteria ; il les renomma respectivement Bacteria et Archaea lors de la révision de sa nomenclature en 1990. Le mot « bactérie » faisant référence à l'ensemble des procaryotes avant 1990, ce renommage a provoqué une certaine ambiguïté dans l'utilisation de ce terme et n'a donc pas été accepté par tous les biologistes.

Certains biologistes pensent que cette tentative de renommage tient davantage de la propagande (de la part de Carl Woese, afin d'accréditer ses idées) que de la science :

« Therefore archaebacterial cell structure, growth, division, and genetics remained fundamentally bacterial or prokaryotic. Early claims that archaebacteria are a “third form of life” in addition to eukaryotes and prokaryotes/bacteria are thus falsified, despite misleading, confusing, purely propagandistic name changes that some of us never accepted [...] »

Et plus loin dans le même article :

« Differences between archaebacteria and eubacteria have been grossly exaggerated. »

Dans un cadre kuhnien la théorie des trois domaines qui sous-tend ce changement de nomenclature est parfois analysé comme un paradigme de la bactériologie moderne, ce qui expliquerait les résistances (principalement de nature sociologiques) contre sa remise en cause.

Morphologie et anatomie

Forme et taille des bactéries

Les bactéries présentent une grande diversité de tailles et de formes. Les cellules bactériennes typiques ont une taille comprise entre 0,5 et 5 µm de longueur, cependant, quelques espèces comme Thiomargarita namibiensis et Epulopiscium fishelsoni peuvent mesurer jusqu’à 500 µm (0,5 mm) de long et être visibles à l’œil nu. Parmi les plus petites bactéries, les mycoplasmes mesurent 0,3 µm, soit une taille comparable à certains gros virus.

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Escherichia coli, une bactérie en forme de bacille, observées au microscope électronique.

La plupart des bactéries sont soit sphériques soit en forme de bâtonnets. Dans le premier cas elles sont appelées coques (du grec kókkos, grain) et dans les seconds bacilles (du latin baculus, bâton). Il existe aussi des formes intermédiaires : les coccobacilles. Quelques bactéries en forme de bâtonnets sont légèrement incurvées comme les Vibrio. D’autres bactéries sont hélicoïdales. Ce sont des spirilles si la forme est invariable et rigide, des spirochètes si l’organisme est flexible et peut changer de forme. La grande diversité de formes est déterminée par la paroi cellulaire et le cytosquelette. Les différentes formes de bactéries peuvent influencer leur capacité d’acquérir des nutriments, de s’attacher aux surfaces, de nager dans un liquide et d’échapper à la prédation.

Association de bactéries