CHAPITRE 1 : Le Monde Microbien Introduction 1.1. Historique

Unité d’enseignement fondamentale II Microbiologie Générale, semestre II
Dr Bilal Yahiaoui 2014-2015 FSNV UFA Sétif 1
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CHAPITRE 1 : Le Monde Microbien
Introduction
Les microorganismes aussi appelés microbes et protistes, forment un ensemble d’organismes vivants
microscopiques, invisibles à l’œil nu. C’est leur seul point commun, car ils diffèrent et varient par leur morphologie,
leur physiologie, leur mode de reproduction et leur écologie.
Les protistes se composent : des bactéries, des protozoaires, des champignons (Mycètes) microscopique, et des
algues. Les virus sont considérés comme des microorganismes non vivants, acellulaires, puisqu’ils ne peuvent
accomplir aucune activité vitale avec autonomie.
1.1. Historique
Anthony VAN LEEUWENHOEK (1632-1723), drapier hollandais et grand amateur de loupes et instruments d'optique,
découvre et décrit entre 1674 et 1687 le monde microbien. Il donne la première description précise des globules
rouges du sang, que Malpighi et Swammerdam avaient seulement entrevus. En 1675, il fait une autre découverte
très importante, celle des infusoires, ces protozoaires aujourd'hui appelés « ciliés », et il écrit à la Société royale de
Londres que ces animalcules lui ont paru « dix mille fois plus petits que les puces d'eau dont a parlé M.
Swammerdam et qu'on peut voir à l'œil nu »
En 1750, Needham, un abbé anglais, démontre l'existence d'une "force végétative" qui fait naître ces animalcules.
Cependant, son protocole expérimental laisse à désirer : il ne chauffe pas assez l'eau et ne ferme pas ses fioles de
manière étanche. L'abbé italien Spallazani refera donc les mêmes expériences en remédiant à ces défaillances et
constatera qu'aucune vie n'apparaît dans les flacons. Selon lui, la "force végétative" n'existe pas. Et en 1765, il
publie un ouvrage dans lequel il explique que les animalcules ne naissent pas de rien, mais sont déjà présents à l'état
d'œufs, de semences ou de germes. C'est novateur mais cependant, pour de nombreux savants, observer les
moucherons est une activité si inutile et méprisable que ces travaux seront ignorés.
L'idée de la génération spontanée sera donc encore très ancrée dans les esprits jusqu'au début du XIXe. Jusqu'en
1830 précisément. Car à cette date, on découvre des êtres vivants encore plus minuscules, les "microbes" (levures et
bactéries). D'où viennent-ils ? Cet événement relance le débat. Devant les querelles des scientifiques, l'Académie de
sciences leur demande de trancher et d'en finir une bonne fois pour toutes.
Le chimiste Louis Pasteur prit en charge cette question. A l'aide d'un protocole très rigoureux, il montre qu'aucune
culture ne se développe dans un ballon fermé et stérilisé contenant de la matière organique. Bref, que la génération
spontanée n'existe pas. Cette prouesse lui vaudra le prix de l'Académie des sciences en 1862.

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En 1866, HAECKEL crée le terme de protistes pour désigner, entre le monde animal et le monde végétal, les êtres
unicellulaires et les êtres pluricellulaires sans tissus différenciés. Les protistes sont classés en deux catégories :
• Les protistes supérieurs ou eucaryotes qui possèdent un noyau entouré d’une membrane, des chromosomes, un
appareil de mitose et une structure cellulaire complexe (mitochondries notamment).
• Les protistes inférieurs ou procaryotes qui ont un chromosome unique sans membrane nucléaire et sans appareil
de mitose, et une structure cellulaire élémentaire (pas de mitochondries).
Les bactéries font partie des protistes procaryotes.
En 1878, SEDILLOT crée le terme de microbes parmi lesquels on distinguera ensuite les bactéries proprement dites et
les virus. Le terme virus, qui au début désignait tout agent infectieux, est maintenant réservé à la catégorie bien
particulière de microbes qui ne possèdent qu'un seul type d'acide nucléique et qui sont incapables d'assurer à eux-
seuls la synthèse de leurs propres constituants.
L’âge d’Or de la microbiologie et sa reconnaissance en tant que science n’ont pu se réaliser que grâce au
développement de microscopes puissants au début du 19eme siècle, par le développement de techniques simples,
mais efficaces à ce jour, tel que, les milieux gélosés, les boites de pétri, cultures pures, colorations spécifiques…
Pasteur, Robert Koch (bactériologie médicale, tuberculose et le cholera) et leurs élèves y contribuèrent de façon
considérable.
La relation directe entre une bactérie et une maladie a été démontrée par le médecin allemand Robert Koch
(1843-1910) en étudiant la tuberculose et son agent Mycobacterium tuberculosis. Pour affirmer cette causalité, il
faut vérifier plusieurs critères rassemblés sous le nom de « Postulats de Koch ».
1-Le micro-organisme doit être présent chez tous les sujet malades et absent chez les sujets sains.
2-Le micro-organisme doit être isolé et cultivé en culture pure
3-A partir de ces cultures pures en doit être en mesure de provoquer la maladie par inoculation expérimentale
4-Le même micro-organisme doit être de nouveau isolé des malades expérimentaux.
En même temps et à la suite d’autres scientifiques de renom :
Tyndall 1877 : découverte des spores, leur thermorésistante et il mit au point la tyndallisation.
Lister 1827-1912 : Chirurgien, il a mit au point la pratique de la chirurgie aseptique

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Winogradsky 1856-1953 : Travaux sur les bactéries nitrifiantes, les bactéries fixatrices de l’azote, sulfureuses et la
décomposition bactériennes de la cellulose dans les sols.
Beijerinck 1851-1931 : les bactéries fixatrices de l’azote, symbiotiques.
1.2. Place des microorganismes dans le monde vivant :
Depuis leur mise en évidence à la fin du XVIIème siècle par Anthony van Leeuwenhoeck, la place des bactéries dans
le monde vivant a beaucoup varié.
A-Classification de Haeckel
En 1866, E. Haeckel divise le monde vivant en trois règnes, le règne animal, le règne végétal et le règne des protistes
qui rassemble les algues, les protozoaires, les champignons et les bactéries.
En 1938, H.F. Copeland sépare le règne des bactéries (ou "Monera") de celui des protistes.
En 1959, R.H. Whittaker individualise celui des champignons. La proposition de R.H. Whittaker (Animal, Végétal,
Champignons, Protistes et "Monères") a été largement acceptée par la communauté scientifique.
Ce schéma donnait le même rang taxonomique à ces cinq règnes alors que, les différences entre les "Monères" et
les quatre autres règnes sont plus importantes que celles qui opposent Animal, Végétal, Champignons et Protistes.
B- Distinction entre cellules eucaryotes et procaryotes selon E. Chatton
Dès les années 1930, E. Chatton avait nettement opposé deux types de cellules au sein du monde vivant, la cellule
eucaryote dont, le noyau est entouré d'une membrane et qui renferme un certain nombre d'organites cellulaires
et la cellule procaryote dont le noyau ne possède pas de membrane et dont l'organisation est rudimentaire.
Bien qu'ils soient incompatibles, les points de vue de E. Chatton et de R.H. Whittaker ont coexisté pendant
longtemps.
C- Classification selon Murray
En 1968, R.G.E. Murray formalise les propositions de E. Chatton et divise le monde vivant en deux règnes, celui des
"Eucaryotae" et celui des "Procaryotae" (ou "Monera").
Au sein du règne des Procaryotae, N.E. Gibbons et R.G.E. Murray distinguaient quatre divisions :
. La division des "Gracilicutes" regroupant les bactéries dont la paroi a la structure des bactéries à Gram négatif.
. La division des "Firmicutes". regroupant les bactéries dont la paroi a la structure des bactéries à Gram positif.
. La division des "Tenericutes" rassemblant les bactéries dépourvues de paroi.
. La division des "Mendosicutes" correspondant aux archaebactéries.
D- Classification Génomique selon , CR, Woese
Les progrès réalisés en biologie moléculaire ont montré que cette division en deux règnes était trop simple. Tous les
organismes vivants ont un génome. Au cours du temps, des mutations apparaissent et s'accumulent. Cette
accumulation de mutations permet de reconstruire l'histoire des organismes vivants en postulant que plus deux
génomes sont semblables plus les organismes sont apparentés. Pour comparer des organismes très éloignés il faut
comparer entre elles des séquences génétiques qui ont été conservées durant des centaines de millions d'années.
Les gènes qui codent pour les ARN ribosomaux (ARNr) ont des fonctions universelles, ils sont présents chez tous les
êtres vivants et ils ont une structure bien conservée car une modification structurale importante peut avoir des
conséquences sur les synthèses protéiques (il existe même des portions d'ARNr dont la séquence est identique chez
tous les êtres vivants). L'analyse des séquences des ARNr (16 S)a permis à C.R. Woese de séparer tous les

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organismes vivants en trois grands groupes appelés domaines dont la séparation remonte à plus de 2 milliards
d'années : le domaine des "Bacteria" (ou "Eubacteria"), le domaine des "Archaea" (ou "Archaeobacteria") et le
domaine des Eucarya.
Arbre phylogénétique universel
1.2.1. Les Protistes
a) Définition :
Les protistes sont définis par des propriétés communes et spécifiques :
Leur taille microscopique Leur organisation simple Unicellulaires pour la plus part
Si pluricellulaires, alors leurs cellules sont équivalentes, sans aucune différence morphologique, physiologique ou
fonctionnelle.
b) Propriétés générales :
Les protistes se distinguent des animaux et des végétaux par leur structure, leur physiologie et leur écologie.
b.1) Structure et fonction :
Une taille de loin plus réduites que celles des cellules animales et végétales. Les cellules animales et végétales sont
incapables d’exister indépendamment de leur organisme.
La taille réduite des protistes confère des avantages physiologiques. Un rapport surface /volume supérieur à celui de
tous les autres organismes vivants. Ce qui permet des échanges et des interactions remarquables avec le milieu. Sans
oublier une dissémination et une distribution dans la nature unique et impressionnante.
b.2) Reproduction :

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-Les protistes et en particulier les bactéries ont des modes de reproduction simple, spécifique et rapide (temps de
génération courts).
-Les bactéries, Escherichia coli par exemple se reproduit par simple division binaire en 20 minutes. Cela se produit
bien sûr en conditions optimales de culture en laboratoire. Ces taux de croissance exceptionnels induisent des
rendements de croissances incomparables.
b.3) Métabolisme :
- Les micro-organismes et en particulier les bactéries ont une propriété fondamentale qui est la diversité de leur
métabolisme.
- Individuellement, chaque microorganisme est spécifiquement adapté à la métabolisation d’un nombre plus ou
moins limité de substrats.
- Ce qui explique leur distribution en fonction des caractéristiques nutritionnelle et physicochimique du milieu.
- Mais pris dans leur ensemble, les microorganismes peuvent métaboliser toutes les substances organiques
naturelles et même synthétiques.
- Ce processus constitue la minéralisation de la matière vivante et le recyclage des éléments chimiques qui forment
la matière organique. Ceci permet de préserver l’environnement.
- Une des armes métaboliques des bactéries est la synthèse d’enzymes inductibles uniquement en présence de leur
substrat. Une adaptation phénoménale aux conditions du milieu.
b.4) Ecologie :
Les microorganismes sont ubiquitaires, ils sont présent dans tous les écosystèmes.
- Dans les mers et les océans ils constituent la biomasse (base du 1er échelon d la chaine alimentaire) qui nourrit
l’ensemble de la faune marine.
- Dans le sol, ils jouent un rôle dans la décomposition de la matière organique, la fourniture de l’azote assimilable
aux plantes, la minéralisation de la matière organique. Les microorganismes participent activement aux équilibres
gazeux de l’atmosphère. En étant à la fois producteurs et consommateurs, d’O2, H2, N2 CO2, CH4.
- Le long de l’appareil digestif des animaux. En effet ce dernier est tapissé de bactéries, très utiles à notre bien-être
digestif puisqu’elles nous procurent les enzymes nécessaires à la digestion de certains aliments. De plus, elles évitent
que d’autres microorganismes dangereux colonisent le tube digestif et nous rendent malades. La majorité d’entre
elles sont apportées à la naissance par la mère puis par l'environnement et la nourriture. Tout au long de la vie, les
populations peuvent évoluer.
c) Organisation Biologique des protistes
Les protistes se présentent selon trois types différents d’organisation biologique :
Unicellulaires Pluricellulaires Coénocytiques