THESE Anne POSTEC Diversité de populations microbiennes ...

Introduction bibliographique
3.5 Les microorganismes et leurs interactions dans l’écosystème hydrothermal
"L’écosystème est constitué au plan structural par l’association de deux
composantes : un environnement physico-chimique, abiotique, spécifique, ayant une
dimension spatio-temporelle bien définie, dénommé biotope, associé à une communauté
vivante caractéristique de ce dernier, la biocénose. L’écosystème représente une unité
fonctionnelle qui se perpétue de façon autonome au travers du flux de l’énergie et du cycle
de la matière entre ses différentes composantes inertes et vivantes, lesquelles sont en
constante interaction" (Ramade 1993). La structure d’une communauté microbienne au sein
d’un écosystème est alors soumise à des fluctuations temporelles et spatiales correspondant
à des phases de colonisation de nouveaux milieux ou de remplacement d’une communauté
par une autre plus adaptée. Un grand nombre de facteurs peuvent modifier la composition
d’une communauté microbienne : la disponibilité en sources de carbone, sources d’énergie
et en accepteurs d’électrons, la température, le pH, l’oxygène, ou encore la lumière. Aussi
pour survivre et se développer, les microorganismes adoptent différentes stratégies. D’autre
part, aux facteurs extérieurs s’ajoutent de fortes interactions qui peuvent se produire au sein
d’une population (coopération ou compétition) ou entre populations (synergie, symbiose et
antagonisme).
Les travaux de microbiologie sur les sources hydrothermales océaniques ont conduit
à la description de nouveaux taxons (paragraphe 3.4) et à l’étude de ces microorganismes
en culture pure. Au cours de ces dix dernières années, les études de diversité utilisant des
méthodes moléculaires (paragraphe 3.2) constituent les premières approches d’étude des
communautés microbiennes hydrothermales dans leur globalité. Toutefois, les études
d’écologie microbienne visant à étudier la place et le rôle des microorganismes dans
l’environnement hydrothermal profond ainsi que les relations des microorganismes avec
l’environnement et avec d’autres organismes sont encore peu nombreuses.
L’écosystème hydrothermal océanique comporte une richesse d’espèces chimiques
permettant la croissance de microorganismes aux métabolismes très variés. L’eau de mer
oxydée est riche en accepteurs d’électrons potentiels (O 2 , NO 3- , SO 2- 4 ) alors que les fluides
hydrothermaux sont riches en gaz réduits et dissous (H 2 , CH 4 , H 2 S) qui constituent de
potentiels donneurs d’électrons. Des réactions de serpentinisation peuvent aussi générer
une augmentation des ions H + et de H 2 , des ions ferriques et autres métaux de transitions, de
CO 2 , et de composés organiques (acides gras, méthane…). Ces composés, avec les
métaux, sont susceptibles d’êtres utilisés par les microorganismes. Par ailleurs, les travaux
de géomicrobiologie commencent à mettre en évidence l’existence d’une relation entre les
édifices minéraux et les microorganismes au sein des écosystèmes hydrothermaux
océaniques. Certains travaux tendent notamment à prouver que les microorganismes
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