Zoom sur les microbes

Les microbes font du recyclage!

Cycle de l’azoteAgrandissementAgrandissement (234Ko)
© Chantal Bourgault, Cinémanima inc.

Cycle de l’azote

Il n’existe presque pas d’azote sous forme minérale mais au-dessus de chaque hectare de terre, il y a jusqu’à 78 millions de kg d’azote gazeux : le N2. Celui-ci est très stable et constitue 79 % de l’atmosphère. Malgré qu’il soit essentiel à la synthèse de protéines qui caractérisent chaque être vivant, l’azote dans sa forme gazeuse ne peut être assimilé par la plupart des êtres vivants.

Bactéries Azotobacter, Clostridium et algues bleues transformant N2 en ammoniac (NH3) utilisable par les plantes et les bactéries (flèche menant le NH3 à une plante). Grâce à la chaîne alimentaire, l’azote fait ensuite partie des constituantes des animaux. Les excréments, les cadavres et les végétaux morts sont des déchets qui contiennent de l’azote sous forme organique. Ces déchets sont transformés en ammoniac (NH3) par des bactéries qui participent à la décomposition. La nitrification est le processus par lequel l’ammoniac est transformé par les bactéries nitrifiantes (ex. Nitrosomonas) en nitrite (NO2-) puis en nitrate (NO3-) par les Nitrobacters. Ces nitrates peuvent ensuite être transformés en N2 qui retourne dans l’atmosphère par un processus de dénitrification accompli par plusieurs espèces bactériennes dont Paracoccus denitrificans. Ainsi, l’azote circule dans la biosphère et se transforme d’organismes en organismes. Les nitrates (NO3-) servent également d’engrais aux plantes. Celles-ci les absorbent par leurs racines et les utilisent dans la synthèse des acides aminés, puis des protéines.

Cycle du carboneAgrandissementAgrandissement (223Ko)
© Chantal Bourgault, Cinémanima inc.

Cycle du carbone

L’atmosphère au-dessus d’un hectare de terre contient cinquante tonnes de dioxyde de carbone (CO2) et les organismes vivants en retournent cinquante tonnes dans l’atmosphère chaque année. Le dioxyde de carbone peut être fixé en composé organique par les plantes vertes, les algues, les cyanobactéries, les bactéries phototrophes mauves et vertes ainsi que les bactéries chémoautotrophes.

Ces organismes utilisent les hydrates de carbone, qu’ils forment en fixant le CO2, pour construire des composés organiques complexes comme la cellulose. Certains micro-organismes, des bactéries et des champignons, utilisent deux enzymes pour dégrader la cellulose présente dans les plantes mortes sous forme de glucose. Ce glucose peut alors être utilisé par plusieurs sortes de micro-organismes. L’oxydation complète du glucose donne de l’H2O et du CO2. Le dioxyde de carbone n’est pas seulement produit par la décomposition d’hydrates de carbone. Il est également produit par la décomposition des acides aminés issus de la protéolyse et par la décomposition des acides gras provenant de la décomposition des lipides.

Cycle du soufreAgrandissementAgrandissement (222Ko)
© Chantal Bourgault, Cinémanima inc.

Cycle du soufre

Dans sa forme élémentaire, le soufre ne peut être utilisé ni par les plantes ni par les animaux. Cependant, quelques bactéries peuvent oxyder le soufre en sulfate qui est facilement utilisable par toutes les formes de vie. Les plantes, par exemple, capturent le soufre présent dans les sulfates afin de réaliser la synthèse de certains acides aminés (cystine, cystéine, méthionine) qui sont des composés essentiels à la fabrication de leurs protéines.

Les bactéries Thiobacillus thiooxidans oxydent le soufre en sulfate (SO42-). C’est un procédé aérobie chémoautotrophe pendant lequel de l’acide est produit, ce qui réduit le pH des sols alcalins. Les plantes mortes et les micro-organismes du sol dégradent les protéines contenant du soufre en acides aminés. Ceux-ci sont dégradés par l’enzyme désulfurase des bactéries anaérobies du genre Desulfotomaculum. Le soufre est relâché sous forme de sulfure d’hydrogène (H2S). Quelques espèces de bactéries phototrophes vertes et mauves peuvent oxyder le sulfure d’hydrogène qui est produit par la réduction de sulfate et la décomposition d’acides aminés. Ce procédé d’oxydation produit du soufre à l’état d’élément (S).