Cours 2 Flashcards
Quelles est la taille des organismes appartenant au monde microbien?
100μm
Les microbes comprennent différents groupes phylogénétiques:
Attention les virus et les phages ne sont pas considérés comme des microbes
- Les eubactéries
- Les archaea
- Les protistes (unicellulaires eucaryotes)
Qui a détruit la théorie de la génération spontanée en 1861?
Pasteur
Qui propose les 3 domaines pour classifier les organismes vivants?
Woese en 1980
En fait, c’est lui qui a décrit pour la première fois les Archae
Qui développe une méthode d’isolation des bactéries?
Koch 1883
Beijerinick décrit les transformations microbiennes de quels 2 éléments?
L’azote et le soufre
1905
Décrit son travail comme étant de l’écologie microbienne
C’est Winogradsky qui développe le concept de chemoautotrophie
Qui invente la PCR
Mulis
1985
Qui découvre la structure d el’ADN en 1953?
Watson et Crick
Qui est le premier à séquences des génomes suite à ses études dans la mer des Sargasses?
Venter
2004
Qui est le premier à avoir proposé le terme “écologie “
Haeckel
1866
Qui est le premier à avoir décrit les bactéries?
Van Leeuwenhoek
animalcules dans la pluie et l’eau de mer
Quelle est la 1ere expédition scientifique importante se déroulant sur l’océan?
HMS Challenger
1872-1876: trajet de 127 000km
>4000 espèces découvertes
En 1950-1974 une approche multidisciplinaire est favorisée avec l’étude des marais salants composés principalement de Spartina alterniflora. Quelles sont les 3 hypothèses à retenir?
On commence à remarquer (Pomeroy & Johannes) que le taux de respiration des microorganismes est très important: 10x plus élevé que les organismes plus grands!
3 hypothèses:
1 Énergie des vagues augmente productivité dans l’écosystème
2 Microorganismes exportés de l’estuaire vers les côtes
3 Ce n’est pas Spartina qui fait toutes la productivité, mais une chaîne prédominante
En 1970-1980, il y a des nouvelles techniques qui permettent de quantifier et identifier les bactéries:
-Acridine orange: ARN, ADN,chitine et détritus
moins spécifique que DAPI =>biais de quantification
- DAPI(4’,6’-diamidino-2-phénylindole):spécifique pour l’ADN(Porter and Feig 1980)
-Maintenant, abondance déterminée par cytométrie en flux => permet de connaitre d’autres paramètres tels que la morphologie des cellules, les pigments et l’activité enzymatique
Expliquer un peu comment on faisait pour quantifier les bactéries auparavant
On les faisait croître sur des plaques= 1000 cellules/ml
Le gros problème de cette méthode=> que 90-99% des bactéries ne peuvent pas cultivées en laboratoire
Comment dénombrerons-nous les bactéries aujourd’hui?
Dénombrement directe ~1,000,000 cellules/ml
Principalement des bactéries (et archées!) hétérotrophes qui dégradent le carbone de différentes sources
Détecte les cellules vivantes
Quelles bactéries sont normalement cultivables et quelles ne le sont généralement pas?
Cultivable: gama-protéo bactéries
Non-cultivable: alpha protéobactérie
Planctomycetales
Verrumicrobia
Quelles sont les techniques qui permettent de quantifier l’activité microbienne?
Thymidine radioactive: juste lors de la division
Leucine radioactive=> incorporé dans les protéines
Utilise la capacité des bactéries à assimiler la matière organique dissoute
Est ce qu’il ne serait pas plus juste de quantifier l’activité métabolique bactérienne grâce à leur taux de respiration plutôt que juste se fier à la production de biomasse?
Peut être la quantification du taux de respiration serait mieux pour comprendre la fonction de l’écosystème, mais l’utilisation du BBP: bacterial biomass production est plus simple d’utilisation
Dans quelle région océanique les bactéries sont-elles les plus abondante et dans quelles région sont-elles le moins?
Plus: estuaire > 5 millions
moins: eaux profondes < 0,01 million
Compléter la phrase: La plupart des bactéries sont “………”
LIBRES
1990 à maintenant : la révolution moléculaire
on se demande 3 choses:
Intéressant puisque les nouvelles techniques moléculaires nous permettent d’accéder aux gènes qui sont la base des activités métaboliques.
• Comment
– ouvrir la boîte noire (sans trop perdre notre temps)?
–Identifier les groupes fonctionnels (qui dégrade quoi)?
– Faire le lien avec les processus écosystémiques?
Comment estimons-nous aujourd’hui la diversité bactérienne in situ?
16S de l’ADN ribosomique:
• Séquençageetdéveloppementd’uneclonothèque • Approchemétagénomique
• DiversitéparDGGE
Sondes oligonucléotides fluorescents:
– Hybridation fluorescente in situ (FISH)
Pyrosequencing
Groupes fonctionnels:
Cytophagaincorpore les ….
• α-protéo incorpore les …
molécules complexes (chitine, protéines)
acides aminés simples
Le génome des procaryotes peut-être assez compliqué à comprendre
(-Addition de gènes par duplication, transfert latéral, acquisition de plasmides
-Pertes des gènes acquis)
Expliquer les défis reliés aux pertes des gènes acquis:
- Le génome varie
- Le génome peut ne pas être « adapté » exactement aux conditions actuelles du milieu
- MAIS Le génome donne des indications sur les stratégies écologiques des procaryotes et leur rôle biogéochimique
Placer dans le bon ordre et donner les tailles du plancton: Nano Pico Micro Femto
Femto 0.01-0.2 um
Pico 0.5- 2 um
Nano 2-20 um
Micro 20-200 um
Associer la fonction du plancton et faire le lien avec la taille de ce dernier. fonction: phytoplancton metazooplancton virioplancton protozooplancton necton bacterioplancton
virio-femto
bacterio-pico
phyto- pico, nano,micro (producteurs primaires)
protozooplancton-pico,nano,micro
metazoo- > 100 um = micro mais trop grand pour la définition du cours
necton- > 2cm => macroscopique!
De quelles manières pouvons-nous classer les bactéries?
- Par leur voie métabolique
- Par approche moléculaire phylotype (groupe phylogénétique) ou ribotype (diff 16S rRNA)
- Par d’autre classification: écotype (défini par l’environnement) qui habite où
Nommer les voies métaboliques retrouvées chez les eucaryotes
Rappel des besoins de bases:
- une source d’énergie=> ATP
- des électrons pour produire des molécules et polymères organiques
- de la matière inorganique
• Autotrophe – Photoautotrophe – Chemoautotrophe • Méthanogène • Oxydatricedesoufre • Nitrifiante • Hétérotrophe – Respiration aérobique – Respiration anaérobique • Respirationdesnitrates • Respirationdessulfates
Parmi les Alphaprotéobactérie Roseobacter est fort intéressant: on peut le cultiver habite milieux variés 20% eaux côtières, 15% océans Expliquer sa particularité
Silicibacter pomeroyi qui a la capacité d’oxyder le monoxyde de carbone (carboxydotrophe lithohétérotrophe).
Phototrophe aérobique anoxygénique
on a des bactéries sulfureuse pourpre qui vont rejeter du soufre
elle vit dans des milieux aérobie mais leur photosynthèse se fait sans O2 ==> l’accepteur d’e- cest le H2S => le soufre, se sont les seules bactéries dans le monde qui procèdent de cette facon
Nommer quelques caractéristiques des bactéries «aerobic anoxygenic photosynthesis».
Bactériophylle: 800-880 nm
Importance du soufre
Qu’est-ce qu’il y a de particulier des carboxydotrophes?
Elles utilisent deux sources de carbone, celle du CO2 (photohétérotrophie) et celle du CO(lithohétérotophie).
Quel facteur peut influencer la dynamique trophique?
Les différents mois de l’année.
Nommer les caractéristiques des gamma-protéobactéries
-Cultivables (particulièrement Vibrio)
- Habitat: communes dans les milieux marins, les sédiments, les sites d’aquacultures, souvent associées à des eucaryotes (donc ne sont pas libres!) - Communication entre cellule (quorum sensing) - croissance rapide - Capacité d’utiliser plusieurs accepteurs d‘électrons inorganiques en plus de l’oxygène - Hétérotrophe
Nommer les groupes appartenant aux Bacteroidetes
- Cytophaga
- flavobacteria
- Bacteroides
Nomme les caractéristiques générales des Bacteroidetes.
- De plus en plus importante
- Grande variété d’habitat (rumen, colon, lacs, océans, sédiments, sources hydrothermales, glace de mer)
- Hétérotrophe:dégradation de matières organiques
- Capacité de photohétérotrophie chez certains groupes grâce à la protéorhodopsine => peut avoir une croissance autotrophe, => avnatage compétitif lorsque les ressources sont limitées (oligotrophes)
- Cultivables
Qu’est-ce la protéorhodopsine?
Protéine membranaire (pompe de protons) activée à la lumière. Semblable à la bactériorhodopsine découverte chez des archées très halophiles.
Gène très répandu dans l’océan: gamma-, alpha- protéobactéries, bactéroidetes, SAR86 & archées
ce n’est pas parce que le gène est présent que la protéine est produite!
Nommer des caractéristiques propres aux cyanobactéries= groupe bien connu .
- Cultivables
- chlorophylle a
- Photosynthèse oxygénique (seul groupe de procaryote ayant cette capacité)
- Partout sauf les eaux polaires
- Souvent dominantes dans le phytoplancton des zones tropicales et subtropicales
- Le genre le plus abondant: Prochlorococcus (105 cellules/mL)
- Capacité de fixer l’azote chez certains membres (ex: Trichodesmium)
Nommer 2 genres importants chez les cyanobactéries et donner leur caractéristiques
Prochlorococcus : cytométrie en flux, 0.7 um, chl a et b, imp dans zone oligo, biomasse 2x plus imp que Synechococcus. pic lumière bleue 75-120m
Synechococcus: 1 um, chla et phycobilliprot PAS chlb, se trouve dans des milieux plus riches en nutri ou des milieux plus dynamique. pic lumière verte 30-40m
Expliquer le lien entre les niches écologiques et les pigments.
La capacité d’absorber certaines longueurs d’onde permet d’occuper des niches écologiques singulières.
Donner des caractéristiques des alpha bactéries. SAR11
Cultivables=> méthodes de dilution
clonage, séquençage ARNr
Habitat: profondeurs et habitats variés
Abondance: > 33% dans la zone euphotique, 25% dans la zone mésopélagique (200-1000m)
Pigment: prothéorhodopsine
Plus petit génome connu
Donner des caract des gamma protéobact SAR 86 & OMG
Non cultivable pour le moment
Courantes dans les bibliothèques de clones de milieux marins Milieux oligotrophes Pigment:protéorhodopsine
Capacité de produire du DMS (diméthylsulfide)
