D’ordinaire, les cellules de la plupart des espèces de bactéries mesurent entre un et cinq micromètres de long, avec un record à 750 micromètres. Mais des biologistes viennent de mettre au jour une bactérie d’une longueur moyenne de 9000 micromètres et pouvant atteindre 2 cm. Elle est donc visible à l’œil nu. Appelée « Thiomargarita magnifica », elle présente une biologie unique, avec un grand génome. En outre, son matériel génétique est compartimenté et très proche de la membrane, ce qui remet en question les concepts traditionnels des cellules bactériennes.
On oppose assez facilement les procaryotes aux eucaryotes, les premiers étant des organismes en majorité unicellulaires, contrairement aux seconds. Les procaryotes regroupent les bactéries et les archées, organismes les plus divers et les plus abondants sur Terre.
Si la plupart d’entre eux sont de petite taille, certaines cellules — appelées bactéries géantes — présentent une taille de l’ordre de dizaines voire de centaines de microns. Jusqu’à présent, Thiomargarita namibiensis détenait le record de la plus grande bactérie jamais découverte, avec une taille pouvant atteindre 750 micromètres (taille moyenne : 180 µm). Ces géants bactériens soulevaient la question de savoir s’il existait d’autres macro-bactéries qui n’avaient pas encore été identifiées.
Plus grande qu’une mouche domestique
Pour le moment décrite dans une prépublication du 18 février 2022, la « nouvelle » bactérie du même genre que la précédente a été baptisée « Thiomargarita magnifica » par les chercheurs, stupéfaits par sa très grande taille. En effet, son unique cellule filiforme est visible à l’œil nu et peut atteindre jusqu’à 2 cm de long. Plus grande qu’une mouche domestique, elle est environ 5000 fois plus grande que de nombreux autres microbes.
Morphologie et ultrastructure de Thiomargarita magnifica.
A : Comparaison de la taille de certains systèmes modèles bactériens (vert) et eucaryotes (bleu) sur une échelle logarithmique.
B : Montage en microscopie optique de la moitié supérieure d’une cellule de T. magnifica, avec une partie basale cassée révélant une morphologie tubulaire due à la grande vacuole centrale et aux nombreux granules de soufre intracellulaires sphériques (un tardigrade est représenté à l’échelle).
C : Rendu 3D de cellules segmentées, supposées être à différents stades du cycle de développement. © Volland et al, 2022
En réalité, la bactérie a été découverte pour la première fois il y a environ 10 ans, sous la forme de minces filaments poussant sur des feuilles de palétuviers en décomposition dans un marais des Caraïbes. Mais ce n’est que 5 ans plus tard que son découvreur (un biologiste marin) et ses collègues ont réalisé que ces organismes étaient en fait des bactéries uniques en leur genre. Pour attester que les filaments de palétuviers étaient constitués d’une seule cellule, ils ont utilisé diverses méthodes de microscopie et de coloration.
Une cellule très proche des eucaryotes
En plus de sa taille exceptionnelle, la bactérie possède un génome massif qui ne circule pas librement à l’intérieur de la cellule (comme c’est le cas pour les autres bactéries), mais qui est enfermé dans un sac membranaire : ce que l’on retrouve dans des cellules bien plus complexes comme celles de l’humain. À mi-chemin entre eucaryote et procaryote, sa classification demeure complexe. D’après les chercheurs, cette bactérie pourrait alors représenter le chaînon manquant dans l’évolution des cellules complexes.
En tout, la cellule comporte deux sacs membranaires :
L’un avec l’ADN de la cellule (appelé « organite ») et l’autre rempli d’eau (la « vacuole »). Ce sac — qui occupe 73% de son volume total — pourrait d’ailleurs être la raison pour laquelle la bactérie a pu devenir si grande, tout comme le précédent détenteur du record. Auparavant, les microbiologistes avaient tendance à penser que les bactéries étaient de petite taille parce que les nutriments et les toxines devaient pouvoir transiter au sein de leur cellule. Mais un microbe peut aussi bien être géant, avec son contenu cellulaire écrasé contre sa paroi externe par un sac rempli d’eau ; ce qui n’empêche pas les molécules essentielles de circuler.
Image de microscopie légère et modèle proposé pour l’organisation sub-cellulaire dans Thiomargarita magnifica. © Volland et al, 2022
L’analyse génétique de sa « poche d’ADN » a révélé un génome massif, contenant 11 millions de bases et environ 11 000 gènes (presque trois fois plus que la plupart des génomes bactériens). En utilisant des marqueurs fluorescents sur l’ADN, les chercheurs ont réalisé qu’il y a en fait plus de 500 000 copies des mêmes séquences d’ADN. Ils ont même retrouvé des ribosomes à l’intérieur du sac d’ADN : les « usines de production » des protéines.
Considérées comme des structures simples et non évoluées, les bactéries pourraient donc nous surprendre en s’avérant plus complexes que prévu, du moins pour certaines. Elles permettraient également d’expliquer l’évolution de simples cellules en cellules complexes.
De plus, elle possède une cellule bien plus complexe que la plupart des bactéries.
Bonus…
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Combien y a-t-il de microbes dans le corps humain ? Votre corps est constitué d’innombrables cellules, mais elles ne sont pas toutes exactement vous.
En fait, plus de la moitié de ce que vous êtes sont des micro-organismes qui se promènent sur et à l’intérieur de votre corps : l’être humain moyen abrite environ 40 000 milliards de microbes contre 30 000 milliards de ses propres cellules. Et en dehors de votre corps, il y en a des milliards de fois plus.
Le plus petit organisme unicellulaire n’a même pas encore de nom. Il mesure 9 nanomètres de long – 150 000 de ces créatures tiennent sur la pointe d’un cheveu. Le plus grand organisme unicellulaire au monde est une algue, et il peut atteindre près de 3,048 mètres (10 pieds de long) !
Le monde des micro-organismes est incroyable ! Voyons ce qu’ils sont !
Source :
https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.02.16.480423v1.full
Article :
Claire Manière / Trustmyscience / BioRxiv
Vidéo :
[1] Microbes From Smallest to Largest – BRIGHT SIDE / YouTube
Photo :
Pour illustration
Aphadolie 