mercredi 13 juillet 2011

Les bactéries sont nos amies

Ces derniers temps une certaine bactérie, Escherichia coli, a causé quelques soucis aux journalistes qui ne savaient plus où donner de la tête. Bon, il y avait manifestement une souche pathogène pour l'homme mais bien souvent cette souche pathogène était nommée comme "Escherichia coli", l'espèce dans son ensemble. Or une souche n’est qu’une lignée particulière au sein d’une espèce. Cet amalgame favorisait alors l'idée selon laquelle les bactéries sont de méchants microbes pathogènes. Cette idée n'est pas véhiculée seulement par les médias mais aussi par la tendance actuelle à vivre dans un monde aseptisé (ben oui quoi, nous aussi les systématiciens on dénonce la société qu'elle est pas belle). Voici deux illustrations qui vont dans ce sens :

A gauche Javel la Croix vantant la capacité de son produit à tuer 100% des bactéries, à droite, une représentation d'une bactérie. (Source des images : La Croix, Bactérie)

Premièrement qu'est-ce qu'une bactérie ? Les bactéries sont des microbes diront certains. Bon, microbe c'est assez vague comme terme... En fait biologiquement les bactéries sont des êtres vivants comme nous (voir article précédent pour savoir ce qu'on considère être vivant). Elles ont de l'ADN et ont un grand nombre de points communs avec nous. Bien sûr elles ont aussi des différences. Il est courant aujourd'hui de considérer que le vivant est constitué de trois grands groupes : les bactéries, les archées et les eucaryotes. Il semble qu’archées et eucaryotes (nous entre autres) soient plus proches entre eux que des bactéries. Pourtant les archées ressemblent superficiellement beaucoup à des bactéries. Archées et bactéries sont appelées procaryotes. Mais pour les même raisons que les poissons, les procaryotes n'existent pas ce qui sera expliqué plus tard.

L'arbre du vivant tel qu'il est communément admis dans les grandes lignes aujourd'hui. Remarquez la plus grande proximité des archées avec les eucaryotes (entre autre nous). (Source de l'image ici : arbre de la vie)

Premièrement, les bactéries n'ont pas de noyau cellulaire (bon ça on le remarque simplement parce que nos cellules à nous qu'on se croit plus important ont un noyau...) et sont unicellulaires (selon la définition qu'on donne à "unicellulaire"... Les biologistes ont du mal avec les définitions claires). Un des caractères le plus remarquable des bactéries qui ne soit pas un caractère général du vivant présent sous une forme modifiée chez les archées et les eucaryotes semble être la présence d'une paroi cellulaire de "peptidoglycane" enveloppant la bactérie, elles sont ainsi bien au chaud dans une petite paroi cellulaire. Notons que les bactéries sont les championnes de la survie dans tous les milieux et les championnes de la chimie. On en trouve régulièrement là où on ne s'y attendait pas en compagnie souvent des archées (qui sont aussi balèzes dans ce domaine). Et pour survivre elles utilisent un grand répertoire de réactions chimiques (ou métaboliques) pour parer aux pires des situations. En fait c'est nous les eucaryotes qui sommes assez limités à ce niveau (mais en diversité de formes on pète la forme !). Les bactéries sont tellement partout qu'il est au final impossible d'imaginer la vie sans elles... Sans bactéries pas d'eucaryotes, sans eucaryotes ben... Pas d'eucaryotes.

Voici un schéma de l'organisation d'une bactérie. Le nucléoide et les plasmides correspondent à l'ADN de la bactérie. Evidement il existe des bactéries avec des formes différentes et certains de ces caractères manquants ou sous une autre forme. (Source de l'image ici : schéma d'une bactérie)

Et c'est là que je voulais en venir, les bactéries sont des êtres vivants essentiels pour nous ! Et pour un exemple qui nous parle un peu je vais évoquer le lien qu'il existe entre nous et les bactéries. Il se trouve que nous sommes un véritable écosystème microbien, abritant des groupes de bactéries différentes en permanence. Chaque personne a sa propre combinaison de bactéries, chaque groupe humain aussi. Dès les premières semaines un nouveau né va être "infesté" par des bactéries qui ne le quitteront plus jamais. En fait les bactéries nous aident pour plusieurs tâches. Et les publicitaires qui lors du spot précédent vous promettaient de tuer la totalité des bactéries, dans celui d'après vous en vendent (sans le dire). Vous devez pourtant bien connaitre le Bifidus actif ou Bifidobacterium (ha ben oui, dit comme ça...) ou le L. casei ou Lactobacillus casei...

A gauche Activia enrichi en Bifidobacterium, à droite Actimel enrichi en Lactobacillus casei. (Source des images : Activia, Actimel)

Ces bactéries font partie de la "flore intestinale", indispensable à notre bonne digestion (dont Escherichia coli aussi fait partie !) mais aident aussi à prévenir l'infection par des bactéries qui elles seraient pathogènes. Mais il n'y a pas que la flore intestinale, il y en a aussi une très diversifiée sur la peau et dans la bouche. Et dans ces cas les compositions en groupes de bactéries sont très différentes. Ce qui semble montrer que chaque partie de notre corps est un écosystème propice à certains types de bactéries. Et finalement on s'en accommode très bien.

Schéma illustrant la répartition en proportion de grands groupes bactériens (ou phylum) sur et dans le corps humain.  En haut de chaque diagramme, c'est le nombre moyen d'espèces de bactéries par zone du corps. (Source de l'image : Dethlefsen L., McFall-Ngai M. et Relman D. A. 2007. An ecological and evolutionary perspective on human-microbe mutualism and disease. Nature, 449: 811-818.)

Au final, les bactéries sont des organismes qui nous sont indispensables mais aussi parfois dangereux. Ces complexes complexes de bactéries vivant en nous et sur nous sont justement dynamiques et très sensibles à une variation. Si l’ensemble ne va pas bien ou si une bactérie un peu trop fougueuse arrive, ce sera la panique chez les autres gentillounettes bactérounettes et c'est la maladie assurée. Tout ça c'est le cas chez l'homme mais sachez que les bactéries sont aussi de grandes productrices d'oxygène dans les océans, elles fixent aussi l'azote de l'air chez certaines plantes, phase d'une importance capitale dans le cycle de l'azote, élément vital aux êtres vivants. Il se trouve même que ce sont elles qui au fin fond de nos cellules travaillent dans l'ombre à nous faire respirer... Mais c'est une autre histoire... Alors, il faut évacuer l'idée qu'elles sont à éliminer, quand bien même en tapant microbe sur Google, après quelques résultats de recherche qui ne semblent pas trop bacteriophobes (la bactériophobie c'est mal, vous l'aurez compris !), je tombe sur ça en sixième résultat sur mediadico : "Organisme microscopique unicellulaire facteur de maladies infectieuses".  Finalement je préfère voir les bactéries comme ça :

*_* (source de l'image : giant microbe)

Pour aller un peu plus loin :
- Un article traitant de la relation entre bactéries et humains (en anglais) :  Dethlefsen L., McFall-Ngai M. et Relman D. A. 2007. An ecological and evolutionary perspective on human-microbe mutualism and disease. Nature, 449: 811-818.
- Pour la classification et les caractères entre et au sein des bactéries, archées et eucaryotes, l'incontournable : Classification phylogénétique du vivant de Guillaume Lecointre et Hervé le Guyader, éditions Belin.
- Un article de blog (en anglais) : Scientits Discovers That Antimicrobial Wipes and Soaps May Be Making You (and Society) Sick.


mardi 12 juillet 2011

To be or not to be (alive), that is the (good) question !

Cet article introductif va surtout être centré sur des généralités applicables aux plantes. Je parlerai par la suite des particularités présentes dans le règne végétal, mais avant toute chose, et pour pouvoir communiquer plus facilement, je vais vous décrire ce qu’est une plante.
Tout d’abord, une plante est un être vivant. Mais oui, parfaitement ! Au même titre que vous, moi, un Chat, un Cloporte, une Limande, Escherichia coli… En effet, si on définit le vivant comme quelque chose capable de se reproduire (c'est-à-dire d’engendrer des descendants, ses enfants, grâce aux mécanismes de reproduction sexuée OU asexuée*), de croître (c'est-à-dire de se développer au cours de son existence), de se nourrir… ou en tout cas, d’exploiter une source d’énergie de manière à réaliser les deux précédents points. Et, à une échelle de temps plus importante, d’évoluer (ce dernier point ne sera pas présenté ici).

Si les deux premiers points de cette définition sont faciles à appliquer aux plantes, le troisième n’est pas forcément évident. J’y reviendrais tout à l’heure.
Tout le monde a déjà fait germé des haricots, des lentilles, du maïs dans du coton à l’école. Quand bien même ce n’est pas le cas, tout le monde a déjà observé qu’un oignon de cuisine, non utilisé pendant un moment, se met à produire des feuilles vertes. De cela nous sommes donc sûrs : les plantes croissent. Un point du contrat « être vivant » est rempli, reste à expliquer les deux autres.

Les plantes se reproduisent ! Pour illustrer ce fait, je vais m’intéresser à une plante bien connue de tous : les rosiers. Ou plus exactement, les rosiers sauvages : Rosa canina L., appelés aussi Eglantiers. (cf. photo ci dessous)

A l’extérieur de la fleur, en rose, nous observons les pétales. Sous les pétales, nous ne les voyons pas, mais les sépales sont présents. Ce que nous voyons en revanche au centre de la fleur, c’est une couronne de petites boules orangées présentes au bout de petites tiges : ce sont les étamines, parties mâles de la fleur. Les étamines sont composées des petites boules (qui s’appellent les anthères) et des petites tiges (qui s’appellent les filets). Pour mieux se rendre compte de la disposition, voici un schéma, tiré du livre Le génie des Végétaux, de M. Bournérias et C. Bock :

Au centre de la fleur, en jaune sur la photo, se trouve le ou les carpelle(s), aussi appelé ovaire ; rien à voir avec l’ovaire des animaux au niveau organisation, mais le nom est identique. C’est la partie femelle de la plante. A l’intérieur, bien protégé, on trouve le ou les ovule(s). Là encore, même mot pour désigner autre chose chez les animaux. Cet ovule renferme le gamète femelle, appelé oosphère. Les gamètes sont les cellules reproductrices. En général, chez les animaux, les gamètes mâles sont les spermatozoïdes tandis que les gamètes femelles sont les ovules, et pour être exact, les ovocytes.
Avec toutes ces structures, comment s’effectue la reproduction chez l’Eglantier ? Car à l’inverse du Chat dont nous parlions plus haut, l’Eglantier ne peut pas aller à la rencontre d’un autre partenaire sexuel !
Ce qui se passe est très astucieux. Je vous ai parlé des étamines, la partie mâle de la plante. Ces structures sont en réalité des sacs remplis de grains de pollen… ce même pollen qui provoque des allergies au printemps ! Chaque petit grain de pollen est d’une taille de l’ordre du micromètre (1000 fois plus petit qu’un millimètre !) ; il est donc aisément dispersé dans l’air par le moindre souffle de vent… ou par un insecte de passage. Avec de la chance, ce grain de pollen va se déposer sur la partie femelle de la plante, appelée stigmate (cf. schéma précédent), qui est en réalité un prolongement du carpelle. Si les conditions adéquates sont réunies, le grain de pollen va libérer un gamète mâle qui va être acheminé jusqu’à l’ovule contenu dans l’ovaire. Dans l’ovule, le gamète mâle rencontre l’oosphère et la fécondation proprement dite s’effectue**. Le résultat de la fécondation donne une cellule unique, appelée embryon : il est contenu dans l’ovule qui se transformera ensuite en graine… qui est située dans l’ovaire, transformé lui-même en fruit (appelé Cynorrhodon chez Rosa canina)
En fait, la fleur de l’Eglantier n’est qu’une succession de différentes petites boites, imbriquées les unes dans les autres, pour protéger la graine qui redonnera plus tard un individu adulte entier !

Maintenant, sujet épineux : un être vivant se nourrit. Bien. Ce n’est pas compliqué d’imaginer qu’un Chien est un être vivant : il peut aisément réaliser les trois fonctions citées précédemment. Le chien peut bouger pour aller chercher de la nourriture, ou bien un partenaire sexuel pour effectuer la reproduction. Il grandit au cours du temps. Mais qu’en est-il des plantes, au niveau de la nourriture ?
A la différence du Chien, la plante ne peut pas se déplacer pour aller chercher sa nourriture.  Elle utilise pour cela ses feuilles. Les feuilles sont vertes : cette couleur est causée par la présence d’un pigment appelé chlorophylle. Ce pigment a ceci de particulier qu’il est capable d’interagir avec la lumière. Avez-vous remarqué que si vous oubliez une plante dans un coin sombre, elle va dépérir jusqu’à mourir ? Ou bien elle va essayer d’aller vers la lumière…

Grâce à sa chlorophylle, la plante va utiliser la lumière du soleil comme source d’énergie. Mais pas seulement : elle utilise aussi l’air ambiant, en particulier le dioxyde de carbone, ou CO2. Elle va prélever ce gaz dans l’air (le dioxyde de carbone rentre dans les feuilles par de tous petits trous appelés stomates), et celui-ci va être combiné à l’énergie tirée de la lumière du soleil, par tout un tas de mécanismes qui ne seront pas détaillés ici. De cette combinaison résultent… des sucres (appelés aussi glucides) ! Et oui, la plante fabrique des sucres dans ses feuilles. Cette réaction chimique est appelée la photosynthèse. Et c’est grâce à ces sucres qu’elle se nourrit ! Elle n’a donc pas l’utilité de bouger pour aller chercher sa nourriture puisqu’elle la fabrique elle-même.
Nous pouvons donc dire que la plante est bien un être vivant au sens conventionnel, tel que défini au début. De plus, les plantes sont capables, contrairement à nous, de vivre d’air pur et d’eau fraiche !

* reproduction sexuée : méthode de reproduction faisant intervenir deux partenaires sexuels mâle et femelle. Ex : les humains ont une reproduction sexuée / reproduction asexuée : méthode de reproduction faisant intervenir un seul individu. Ex : les boutures obtenues à partir de certaines plantes font intervenir la reproduction asexuée ; autre ex : la division bactérienne (une cellule-mère donne deux cellules filles identiques)
** la fécondation est la fusion de deux gamètes

dimanche 3 juillet 2011

Top 5 des animaux obscènes...

Bonjour à tous, ce blog vient à peine de naître il est donc temps de commencer à le remplir. L'idée étant de parler de biologie des organismes de manière didactique et amusante. Quoi de mieux alors que de commencer par un article aguicheur qui par la même occasion nous fera voyager dans la classification des animaux? Bon et aujourd'hui, pour aguicher, ce qui touche à la sexualité ça marche plutôt bien. Je vais donc vous présenter 5 animaux aux formes obscènes. Après évidement c'est une question d'avis! Certes, l'idée entraîne forcement de l'anthropomorphisme (prêter une forme humaine aux choses), or l'anthropomorphisme n'est pas toujours (jamais) la bonne approche en zoologie. Mais vous verrez, là, c'est bien trop tentant.

5 : Le cinquième est l'aphrodite. L'aphrodite est une annélide, c'est à dire un ver à anneaux. Elle a la forme d'une adorable boule de poils qui creuse dans le sable. On les appelle d'ailleurs parfois les souris de mer. Mais que dire d'obscène jusque là? Pas grand chose mais... Retournez en une et munissez vous de l'imagination débordante du scientifique frustré dans sa base marine. Bon, ok, vous n'êtes probablement pas en condition. C'est aussi pour ça qu'elle n'est que cinquième. Ok, je vous aide, Aphrodite est la déesse de l'amour, du désire et de la beauté. Oui, les reflets arc en ciel de cette annélide sont beaux certes mais, ce n'est pas la raison. En fait certains esprits mal placés ont vu dans l'Aphrodite une forme d'organes génitaux féminins humains. Allez, je vous laisse voir la photo et vérifier par vous même. Au passage, regardez un peu encore la photo et vous verrez que l'animal est constitué de plusieurs segments. Ce sont les anneaux de l'annélide!

A gauche une aphrodite vue de dos avec ses beaux reflets, à droite une aphrodite en vue ventrale...


4 : Le quatrième est le cténophore fesse. Certains le discuterons mais cet ensemble de deux lobes boudinés me rappelle vraiment des fesses. Ha au passage il faut vous présenter un peu les cténophores. Ce sont des animaux planctoniques pour la plupart (le gros plancton en l'occurrence) parcourus de plein de lumières. Certains se nourrissent en attrapant leurs proies grâce à deux "lobes", ses expansions qui se trouvent autour de la bouche. Grâce à ceux là, ils attendent qu'une proie passe entre les deux et ils les referment, amenant ainsi leurs proies à la bouche. Et bien chez ce cténophore, ces lobes sont en forme de fesses, tout simplement...



3 : Le troisième a beau être convainquant, il ne se retrouve à cette place que parcequ'il y en a beaucoup des comme ça chez les animaux : c'est le balanoglosse. Le balanoglosse est un ver qui vit dans la vase ou dans le sable. Jusque là rien d'extraordinaire. Balanoglosse signifie "langue de gland". Ha déjà on avance. Ils sont fondamentalement divisés en trois parties : le tronc, le collier et le gland. Et là, on a une forme de pénis quasi parfaite. En anglais on les appelle "acorn  worms" ou "vers glands". Donc il n'y a pas a tergiverser longtemps, ce ver a une forme de pénis, voilà tout. Notons quand même que ces organismes ont des branchies très proches de celles des vertébrés ce qui signifie qu'ils sont relativement proches de nous (plus proche en tout cas que l'aphrodite ou le cténophore).

Deux balanoglosses... je vous laisser deviner les trois parties de l'organisme...


2 : Le deuxième est l'holothurie. Certains la connaissent aussi par le nom de concombre de mer. Bon certes elles ont une forme phallique mais elles poussent la chose encore plus loin. Taquinez certains concombres de mer et vous verrez une substance blanchâtre et collante être propulsée par une des extrémités de l'animal. Ce sont les organes de Cuvier (vous avez tout de suite pensé à ça évidement!), des espèces de tubes constitués d'une substance prenant du volume au contact de l'eau. Ces organes de défense sont régénérés après chaque expulsion. Les Holothuries font partie avec les étoiles de mer du groupe des échinodermes, proches parents des balanoglosses. Comme quoi dans la famille on a la classe...



1 : Et le grand gagnant est le Chaetopterus pugaporcinus! Ou "ver cul de cochon", c'est un ver des profondeurs. Un ver? Ha il n'en a pas la forme mais il est relativement proche de l'aphrodite. Ce ver à la forme boudinée qui ressemble plus à une sphère a en fait des caractéristiques encore plus étranges que cette forme... Il porte un ensemble de "lèvres" qui rappellent fichtrement le... Enfin... Allez! Faites jouer votre imagination! Je ne vous gâcherait pas le travail! En fait chaque "paire de lèvres" est un anneau du ver cul de cochon! Et oui! Je vous avait dit qu'il était proche de l'aphrodite!



Ce voyage chez les animaux "obscènes" en plus de vous permettre de vous rincer l'œil (petits coquins) permet aussi d'entrapercevoir la variété phénoménale de formes que l'on peut trouver chez les animaux. Cette variété de formes a toujours été agrémentée de quelques commentaires sur le groupe auxquels il appartiennent illustrant ainsi que comprendre la diversité du vivant c'est justement avoir des êtres vivants classés entre eux. Et l'un des objectifs de ce blog sera justement de parler de tout ça...