Cours 3

Question 1

Quels sont les principaux paramètres qui définissent l’environnement aquatique ?

Answer 1

Salinité, température, disponibilité en oxygène, luminosité, nutriments et courants.

Question 2

Expliquez la différence entre les domaines pélagiques et benthiques.

Answer 2

Le domaine pélagique correspond à la colonne d’eau, tandis que le domaine benthique se réfère aux fonds marins. Les micro-organismes vivant dans ces domaines ont des modes de vie différents : planctonique, benthique, biofilms, et neige marine.

Question 3

Quelle est la principale source d’oxygène sur Terre et quel est son lien avec les micro-organismes aquatiques ?

Answer 3

Les mers et océans sont le premier poumon de la Terre, produisant plus de la moitié de l’oxygène terrestre grâce au phytoplancton. Ils contribuent également à la séquestration du CO2 dans les sédiments.

Question 4

Quel est l’impact de la diminution de l’oxygène dissous dans les océans sur les micro-organismes ? Comment se nomment ces zones?

Answer 4

La diminution de l’oxygène dissous dans les océans crée des zones hypoxiques, favorisant les micro-organismes capables de survivre avec peu d’oxygène, comme certaines bactéries.

Question 5

Comment classer les micro-organismes aquatiques ?

Answer 5

Les micro-organismes aquatiques peuvent être classifiés en fonction de leur taille (pico-, nano-, micro-plancton) ou de leur nature (bactéries, archées, eucaryotes).

Question 6

Dans des eaux hypoxiques, quels types d’organismes sont favorisés et pourquoi ?

Answer 6

Dans les eaux hypoxiques, les consommateurs microbiens sont favorisés car ils sont plus aptes à survivre avec de faibles niveaux d’oxygène que les producteurs primaires et les consommateurs multicellulaires.

Question 7

Décrivez les deux principaux réseaux trophiques impliquant les micro-organismes aquatiques : le réseau trophique classique et la boucle microbienne.

Answer 7

Le réseau trophique classique implique une chaîne alimentaire linéaire partant du phytoplancton, tandis que la boucle microbienne est un réseau complexe où la matière organique dissoute est recyclée par des bactéries et des virus.

Question 8

Nommez quelques facteurs environnementaux qui influencent la prédominance d’un réseau trophique par rapport à un autre.

Answer 8

La nature et la concentration des nutriments, la température, les vents et la pollution sont des facteurs qui influencent la prédominance d’un réseau trophique par rapport à un autre. Par exemple, les milieux côtiers riches en nutriments favorisent le réseau trophique classique.

Question 9

Qu’est-ce que l’expédition Sorcerer II Global Ocean Sampling (GOS) a révélé sur la diversité microbienne marine ?

Answer 9

L’expédition GOS a montré que la diversité microbienne marine est énorme, avec des millions de séquences d’ADN uniques découvertes.

Question 10

Quel est le rôle des bactériophages dans les écosystèmes aquatiques ?

Answer 10

Les bactériophages jouent un rôle crucial dans la structure des communautés microbiennes en contrôlant les populations bactériennes et en favorisant le transfert horizontal de gènes.

Question 11

Décrivez les deux types de photosynthèses bactériennes.

Answer 11

La photosynthèse oxygénique produit de l’oxygène, tandis que la photosynthèse anoxygénique n’en produit pas.

Question 12

Qu’est-ce que Prochlorococcus et quelles sont ses caractéristiques distinctives ?

Answer 12

Prochlorococcus est une cyanobactérie circadienne, le plus petit et le plus abondant organisme photosynthétique au monde. Elle possède des pigments photosynthétiques uniques (Chl a2 et Chl b2).

Question 13

Expliquez le concept d’« écotypes » chez Prochlorococcus.

Answer 13

Les écotypes de Prochlorococcus sont des souches génétiquement proches mais qui présentent des adaptations différentes à des conditions environnementales spécifiques, comme l’intensité lumineuse ou la disponibilité en nutriments.

Question 14

Quelles sont les caractéristiques de Synechococcus et en quoi diffère-t-il de Prochlorococcus ?

Answer 14

Synechococcus est une autre cyanobactérie abondante, de taille légèrement plus grande que Prochlorococcus. Elle est considérée comme un généraliste, capable de s’adapter à des environnements variés.

Question 15

Comment Prochlorococcus et Synechococcus s’adaptent-ils à différentes intensités lumineuses ?

Answer 15

Prochlorococcus est plus efficace pour capter la lumière bleue, présente en profondeur, tandis que Synechococcus peut s’adapter à différentes qualités de lumière grâce à la variabilité de ses antennes collectrices de lumière.

Question 16

Quel est le rôle de Pelagibacter ubique dans l’écosystème marin et quelles sont ses particularités génomiques ? Quel cycle influence-il?

Answer 16

Pelagibacter ubique est une alphaprotéobactérie très abondante dans les eaux de surface. Elle possède un petit génome très efficace, avec peu d’ADN non codant et de gènes de régulation. Elle joue un rôle important dans le cycle du carbone.

Question 17

Décrivez la diversité physiologique des Roseobacteriaceae et leur importance dans le cycle du soufre marin.

Answer 17

Les Roseobacteriaceae sont physiologiquement très diversifiées, comprenant des espèces aérobies et anaérobies, hétérotrophes et phototrophes. Elles sont essentielles dans le cycle du soufre marin, notamment en dégradant le DMSP, un composé qui contribue à la formation de nuages et au refroidissement atmosphérique.

Question 18

Comment l’abondance des Gammaproteobacteria varie-t-elle en fonction de la profondeur ?

Answer 18

L’abondance des Gammaproteobacteria augmente généralement avec la profondeur.

Question 19

Citez trois ordres de Gammaproteobacteria et leur distribution dans la colonne d’eau.

Answer 19

Les Alteromonadales dominent en dessous de 1000 mètres, les Oceanospirillales sont plus abondantes en surface, tandis que les Pseudomonadales et Vibrionales ont une abondance relativement constante dans toute la colonne d’eau.

Question 20

Le réchauffement climatique favorise-t-il directement les bactéries hétérotrophes ou phototrophes ?

Answer 20

Le réchauffement climatique favorise directement les bactéries hétérotrophes, qui profitent de l’augmentation de la matière organique disponible due à la dégradation accrue de la biomasse.

Question 21

Décrivez les principales caractéristiques des algues rouges (rhodophycées La paroi est composée de quoi?

Answer 21

Les algues rouges sont majoritairement présentes en eaux profondes. Elles possèdent un pigment rouge, la phycoérythrine, et leur paroi est composée de polymères sulfatés du galactose.

Question 22

Quelles sont les caractéristiques distinctives des algues vertes (chlorophycées) ? La paroi cellulaire est faite de quoi?

Answer 22

Les algues vertes se distinguent par leurs chloroplastes contenant de la chlorophylle et des pigments accessoires, et par leur paroi cellulaire contenant de la cellulose.

Question 23

Décrivez les caractéristiques des algues brunes (chromophycées) et leur importance.

Answer 23

Les algues brunes possèdent une double membrane, avec une couche interne de cellulose et une couche externe d’algine. Elles sont importantes pour la production d’algine, un composé utilisé dans l’industrie alimentaire et cosmétique.

Question 24

Comment les diatomées se déplacent-elles et comment sont-elles classifiées ?

Answer 24

Les diatomées se déplacent en émettant du mucus à travers des pores de leur frustule, une coque siliceuse. Elles sont classées en deux ordres : les centrales (symétrie radiaire) et les pennales (symétrie bilatérale).

Question 25

Quelles sont les particularités des dinoflagellés, notamment en ce qui concerne leurs relations symbiotiques et leur luminescence ?

Answer 25

Les dinoflagellés possèdent des trichocystes, des filaments dont la fonction exacte est inconnue. Certaines espèces sont chlorophylliennes et d’autres établissent des relations symbiotiques avec des organismes marins, comme les coraux. Certains dinoflagellés sont luminescents, comme Noctiluca.

Question 26

Qu’est-ce que le virioplancton et quelle est son importance relative en termes d’abondance et de biomasse ?

Answer 26

Le virioplancton est constitué de virus aquatiques, représentant jusqu’à 94% des particules contenant des acides nucléiques dans l’eau. Leur abondance suit celle des bactéries, mais leur biomasse est faible (environ 5%). Les phages sont les virus les plus abondants.

Question 27

Comment les bactériophages contribuent-ils aux cycles des nutriments dans la mer ?

Answer 27

Les bactériophages lysent les bactéries, libérant ainsi des nutriments dans l’environnement, ce qui contribue aux cycles biogéochimiques.

Question 28

Quel est l’impact des bactériophages sur la diversité microbienne et le transfert horizontal de gènes ?

Answer 28

En infectant et en tuant sélectivement certaines bactéries, les phages influencent la diversité microbienne. De plus, le transfert de gènes via les phages (transduction) contribue à la diversité génétique des bactéries.

Question 29

Donnez des exemples de molécules d’intérêt produites par les micro-organismes marins et leurs applications potentielles.

Answer 29

Les micro-organismes marins produisent des molécules aux applications variées : antimicrobiennes (ex : Pseudoalteromonas), antivirales (isolées de mycètes marins), anticancéreuses (ex : diatomées et dinoflagellés), anti-inflammatoires et cosmétiques.

Question 30

Décrivez l’histoire et les applications de la thérapie phagique, ainsi que son regain d’intérêt face à la résistance aux antibiotiques.

Answer 30

La thérapie phagique utilise des phages lytiques pour lutter contre les bactéries pathogènes. Elle a été explorée dès le début du 20ème siècle, mais a été délaissée avec l’avènement des antibiotiques. Le développement de la résistance aux antibiotiques a ravivé l’intérêt pour cette approche thérapeutique prometteuse.