Microbiologie en Santé et l`Agriculture

Microbiologie en Santé et l’Agriculture
Un cours de microbiologie générale
Guy R. Knudsen, Ph.D., J.D.
Université d’Idaho
Moscow, Idaho, États-Unis
[email protected]
Louise-Marie Dandurand, Ph.D.
Université d’Idaho
Moscow, Idaho, Etats Unis
[email protected]
1
Table des matières
1. La science et la pratique de la microbiologie ........................................................................ 5
1a. La microbiologie c’est l’étude de quoi ? ........................................................................................... 5
1b. Le système métrique ............................................................................................................................... 5
1c. Questions pour vous aider étudier .................................................................................................... 6
1d. Réponses aux questions.......................................................................................................................... 7
2. La classification des organismes vivants et des virus......................................................... 8
2a. La classification des organismes vivants .......................................................................................... 8
2b. La diversité métabolique des procaryotes ................................................................................... 10
2c. La taille des microbes ............................................................................................................................ 11
2d. Questions pour vous aider étudier .................................................................................................. 12
2e. Réponses aux questions ....................................................................................................................... 15
3. Procaryotes: les Bactéries et les Archées .............................................................................. 16
3a. Les Archées .............................................................................................................................................. 16
3b. Les Bactéries ............................................................................................................................................ 17
3c. Questions pour vous aider étudier ................................................................................................. 19
3d. Réponses aux questions...................................................................................................................... 21
4. Eucaryotes: les Protistes, Plantes, Champignons, et Animaux ...................................... 22
4a. Les Protistes ............................................................................................................................................ 22
4b. Les Plantes ............................................................................................................................................... 24
4c. Les Champignons ................................................................................................................................... 25
4d. Les Animaux ........................................................................................................................................... 26
4e. Questions pour vous aider étudier. ................................................................................................ 28
4f. Réponses aux questions ....................................................................................................................... 33
5. Les Virus............................................................................................................................................ 35
5a. La structure et la fonction des virus ................................................................................................ 35
5b. Questions pour vous aider étudier. ................................................................................................ 36
5c. Réponses aux questions ...................................................................................................................... 37
2
6. La Génétique Microbienne......................................................................................................... 38
6a. Matériel génétique, et comment il est transféré ........................................................................ 38
6b. Questions pour vous aider étudier. ................................................................................................ 39
6c. Réponses aux questions ...................................................................................................................... 40
7. Les Habitats Microbiens ............................................................................................................. 41
7a. Habitats ...................................................................................................................................................... 41
7b. Questions pour vous aider étudier. ................................................................................................. 43
7c. Réponses aux questions ...................................................................................................................... 44
8. Microbes Non-Pathogènes Associés aux Animaux ............................................................. 45
8a. Le microbiote des animaux ................................................................................................................ 45
8b. Questions pour vous aider étudier. ................................................................................................ 48
8c. Réponses aux questions ...................................................................................................................... 49
9. Maladies infectieuses des animaux causées par les microbes ...................................... 50
9a. Plusieurs maladies causées par des bactéries ............................................................................ 51
Le charbon ................................................................................................................................................... 51
Le cholera ..................................................................................................................................................... 52
La fièvre typhoide ..................................................................................................................................... 52
9b. Les maladies causées par les protistes ......................................................................................... 52
Le paludisme ............................................................................................................................................... 52
9c. Les maladies causées par des champignons ............................................................................... 54
9d. Les maladies provoquées par les helminthes ............................................................................ 54
9e. Les maladies causées par les virus ................................................................................................. 55
9f. Questions pour vous aider étudier. ................................................................................................. 56
9g. Réponses aux questions ...................................................................................................................... 62
10. Contrôle de microbes................................................................................................................. 64
10a. Cinq catégories du contrôle de microbes .................................................................................. 64
10b. Questions pour vous aider étudier. ............................................................................................. 65
10c. Réponses aux questions ................................................................................................................... 66
11. La Phytopathologie ..................................................................................................................... 67
11a. La pathologie végétale ...................................................................................................................... 67
3
11b. Quelques maladies des plantes importantes ........................................................................... 69
Maladie des raies noires (Cercosporiose noire, ou Sigatoka noir) des bananiers et
plantains ....................................................................................................................................................... 71
Fusariose du bananier, Fusariose des cucurbitacées .................................................................. 73
La Rouille du Café ...................................................................................................................................... 73
La pourriture molle bactérienne. ........................................................................................................ 74
Nématodes à galles ................................................................................................................................... 75
Nématodes à kystes .................................................................................................................................. 76
Virus des taches annulaires papaye ................................................................................................... 76
Virus de la mosaïque du tabac (TMV) ............................................................................................... 77
11c. Cinq catégories du contrôle des phytopathogènes : .............................................................. 78
11d. Questions pour vous aider étudier. ............................................................................................. 80
11e. Réponses aux questions ................................................................................................................... 84
12. Microbes dans l'environnement ............................................................................................ 86
12a. Introduction ........................................................................................................................................... 86
12b. Cycle de carbone ................................................................................................................................. 86
12c. Cycle de l’azote ..................................................................................................................................... 87
12d. Questions pour vous aider étudier. ............................................................................................. 88
12e. Réponses aux questions ................................................................................................................... 90
13. Le compostage .............................................................................................................................. 91
13a. Qu’est-que c’est le compostage ?.................................................................................................... 91
14. Références supplémentaires .................................................................................................. 92
4
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1. La science et la pratique de la microbiologie
1a. La microbiologie c’est l’étude de quoi ?
Qu’est-ce que c’est la microbiologie? C’est une sous-discipline de la biologie, consacrée à
l'étude des micro-organismes
Microbiologie est l'étude des organismes microscopiques, soit unicellulaires (une seule
cellule), multicellulaire (colonie cellulaire), ou acellulaire (manque cellules).
Microbiologie englobe de nombreux sous-disciplines tels que la virologie, mycologie,
parasitologie, et bactériologie.
La terme «microbiologie» vient de la langue grecque: mikros = «petit», bios = «vie», et logia
= «l'étude».
Quelle est la différence entre les termes « micro-organisme » et « microbe »? Les deux
termes sont à peu près synonymes.
1b. Le système métrique
Général Toussaint Louverture, héros
de la révolution haïtienne, était
environ deux mètres de hauteur
(photo licence Wikimedia Commons)
5
1 km
= 1000 mètre (m)
1m
= 1000 millimètre (mm)
1 cm
= 10 mm
1 mm
= 1000 micromètre (µm)
1 µm
= 1000 nanomètres (nm)
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1c. Questions pour vous aider étudier
Q1-1. Sont tous les organismes étudiés en microbiologie trop petit pour voir?
Q1-2. A l'œil nu, pourriez-vous percevoir un organisme qui est de 1 mm de longueur?
Q1-3. A l'œil nu, pourriez-vous percevoir un organisme qui est de 1 µm de longueur?
6
(revenir à la première page)
1d. Réponses aux questions
R1-1. Non, par exemple, on peut voir certains nématodes et certaines structures de
champignons à l'œil nu.
R1-2. Oui, probablement.
R1-3. Certainement pas.
7
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2. La classification des organismes vivants et des
virus
2a. La classification des organismes vivants
Dans la taxonomie moderne, il y a « 3 domaines » du vivant: Eubactéries, Archées,
Eucaryotes.
Dans une classification taxonomique précédente mais encore couramment utilisée, on parle
de « 6 royaumes » du vivant (taxonomie classique) : Archées, Eubactéries, Protistes,
Champignons, Animaux, et Plantes.
La cellule est une structure physique qu'on retrouve chez tous les êtres vivants.
Procaryotes : Archées, Eubactéries (2 royaumes, cellule sans noyau)
Les procaryotes (les Archées, les Eubactéries) sont des organismes unicellulaires dont les
dimensions sont de l'ordre du micromètre; on doit donc utiliser un microscope pour les
observer.
Les cellules procaryotes sont formés d'une cellule unique dépourvue de noyau.
Les formes des procaryotes, en particulier les bactéries, variées. On distingue des formes
rondes ou coques (coccus en latin, au pluriel cocci), des formes allongées en bâtonnet ou
bacilles, des formes intermédiaires ou coccobacilles, ou des formes plus ou moins spiralées.
Eucaryotes : Protistes, Plantes, Champignons, Animaux (4 règnes).
Les cellules eucaryotes possèdent une organisation cellulaire complexe caractérisée
principalement par l'existence d'un noyau.
8
(revenir à la première page)
Les Virus : Nous allons étudier aussi les virus : ils sont microscopique (Figure 1. Des
particules de virus de l'hépatite B. Photo: CDC/Dr. Erskine Palmer), et causent
plusieurs maladies. Mais, ils n’ont pas de cellule, et peuvent reproduire seulement avec
l’aide d’un hôte, alors on dit qu’ils sont non-vivant.
Figure 1. Des particules de virus de
l'hépatite B. Photo: CDC/Dr. Erskine
Palmer
L’ arbre phylogénétique
Les premières classifications des formes de vie étaient basées sur beaucoup de choses, y
compris les philosophies religieuses et parfois sur des observations du monde qui nous
entoure.
Aristote, il ya plus de 2000 ans, a arrangé les choses vivantes seulement en deux grands
groupes: les animaux et les plantes
Alors que les scientifiques ont amélioré leurs capacités d'observation et découvert le sens
de fossiles, nos vues anciennes de l'arbre de vie ont été secoués, et un nouvel arbre est
émergé.
Charles Darwin pensait que la phylogénie, c'est-à-dire l'étude de l'évolution des organismes
vivants en vue d'établir leur parenté et leurs relations, pouvait être représentée sous la
forme d'un arbre de vie, ou arbre évolutif ; donc nous nommons cette arbre <<l'arbre
phylogénétique>> (Figure 2).
9
(revenir à la première page)
Figure 2. L’arbre phylogénétique montre les relations génétiques (les
ancêtres et descendants) des organismes vivants. (NASA Astrobiology
Institute).
2b. La diversité métabolique des procaryotes
Nous pouvons distinguer certaines caractéristiques métaboliques des organismes :
(S'il vous plaît apprenez ces termes, ils sont très importants !)
- autotrophes : obtiennent leur carbone de CO2 (avec la
photosynthèse, d’autres méthodes)
vs.
- hétérotrophes : doivent obtenir leur carbone des autres organismes
- phototrophes : obtiennent leur énergie avec photosynthèses
vs.
- chimiotrophes : obtiennent leur énergie de les chimiques
10
(revenir à la première page)
-aérobies : ont besoin de l’oxygène, O2
vs.
-anaérobies : n’ont pas besoin de l’oxygène parce qu’ils respirent les autres chimiques.
Les animaux, les champignons, et les plantes, ont moins de diversité métabolique :
Par exemple, les animaux sont tous des organismes hétérotrophes, et ils sont tous des
organismes chimiotrophes, et ils sont tous des organismes aerobies.
Les champignons, comme les animaux, sont tous des organismes hétérotrophes, et ils sont
tous des organismes chimiotrophes, et ils sont presque tous des organismes aerobies.
Par contraste, les plantes sont tous des organismes autotrophes, et ils sont (presque) tous
des organismes phototrophes, mais comme les animaux ils sont tous des organismes
aerobies.
Les procaryotes se distinguent les uns des autres, parfois par leur formes et leur tailles,
mais pour la plupart par leur modes de vie
Alors, on peut dire que les procaryotes ont échangé la diversité métabolique de la diversité
morphologique.
2c. La taille des microbes
(S'il vous plaît, apprenez ça !)
virus : 30-300 nm
bactérie : 1-3 µm
champignon : spore 3-20 µm, hyphe 5 µm x ??,
algue ~50 µm
nématode ~1 mm (nématodes phytopathogènes)
(quelques nématodes pathogènes des animaux sont plus grandes)
11
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2d. Questions pour vous aider étudier
Q2-1. (Vrai/Faux) Toutes les animaux sont hétérotrophes
Q2-2. Les microbes ont besoin d'une source d'énergie. Pour les chimiotrophes, elle
provient de/du...
a CO2 atmosphérique
b de la lumière
c la dégradation de composés chimiques (par exemple du glucose)
d décomposition des plantes
Q2-3. (Vrai/Faux) Il y a des virus non-parasitiques
Q2-4. (Vrai/Faux) La plupart (la majorité) des plantes sont hétérotrophes
Q2-5. Les microbes ont besoin d'une source d'énergie. Pour les phototrophes, elle
provient de/du...
a CO2 atmosphérique
b la lumière
c la dégradation de composés chimiques (par exemple du glucose)
d décomposition des plantes
Q2-6. Les microbes ont besoin d'une source de carbone. Pour les autotrophes...
a il suffit de CO2 atmosphérique
b il suffit d’utiliser de la lumière
c elle provient de molécules organiques
d il suffit de N2 atmosphérique
12
(revenir à la première page)
Q2-7. Les « trois domaines » du vivant sont:
a Archée, Eucaryotes, Animaux
b Eubactérie, Animaux, Plantes
c Eubactérie, Archée, Eucaryotes
d Eubactérie, Archée, Protistes
Q2-8. La taille d’une cellule bactérienne est environ:
a 1 – 2 mm
b1–2m
c 1 -2 µm
d 1 – 2 km
Q2-9. La taille d’un virus est environ:
a 30 – 300 nm
b 30 – 300 mm
c 30 – 300 km
d 30 – 300 µm
Q2-10. Voici un virus. Qu'est-ce que la flèche indique?
A parois cellulaire
B manteau protéine
C manteau polysaccharide
D membrane cytoplasmique
Q2-11. Dans la même particule virale C’est quoi?
13
(revenir à la première page)
A ADN ou ARN
B ribosome
C nucleoide
D flagelle
Q2-12. Toutes les virus sont
A parasites des plantes ou des animaux
B parasites obligatoires
C vivants
D saprophytique
Q2-13. (Vrai/Faux) Toutes les virus sont parasites intracellulaires.
14
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2e. Réponses aux questions
R2-1. Faux
R2-2. D
R2-3. Faux
R2-4. Faux
R2-5. B
R2-6. A
R2-7. C
R2-8. C
R2-9. A
R2-10. B
R2-11. A
R2-12. B
R2-13. Vrai
15
(revenir à la première page)
3. Procaryotes: les Bactéries et les Archées
Les Bactéries et les Archées sont des procaryotes, ce qui signifie qu'ils n'ont pas de noyau
d'une cellule ou d'autres organites membranaires dans leurs cellules. Le matériel génétique
primaire d'un procaryote est constitué d'une boucle fermée de l'ADN («chromosome
bactérien") dans une région de la cellule appelée nucléoïde. Contrairement au noyau d'une
cellule eucaryote, il n'est pas entouré par une membrane nucléaire.
Auparavant, les archées ont été classés avec les bactéries, mais ils sont maintenant connus
pour être évolutif distinct.
Pour la plupart, les archées et des bactéries sont assez
similaires en taille et en forme (Figure 3).
3a. Les Archées
Quel âge est la planète Terre? Environ 4,5 milliards
d'années!
Figure 3. Microscope électronique
à balayage d'Escherichia coli
bacilles. Photo: Rocky Mountain
Laboratories, NIAID, NIH; license
Wikimedia Commons.
Jusqu'à récemment, la plupart des scientifiques pensaient que la terre était sans vie de la
plupart de son histoire. Les plus anciens fossiles de plantes et
d'animaux sont seulement poids d'environ 600-700 millions
d'années (Figure 4. Fossile de trilobite. Photo license Wikimedia
Commons.).
Mais, microfossiles de procaryotes primitifs ont récemment été
identifiés dans des roches de 3,5 milliards ans.
Les archées et le changement du climat ancien: Qu’est qu’ils
faisaient?
Terre primitive était extrêmement chaud (290 degrés
Celsius), et l'atmosphère était très riche en dioxyde de
carbone (98%).
Il y avait seulement une trace d'oxygène dans
16
Figure 4. Fossile de trilobite.
Photo license Wikimedia
Commons.
(revenir à la première page)
l'atmosphère primitive de la Terre.
Le archées de la Terre primitive pouvaient vivre à des températures élevées, et n'avaient
pas besoin d'oxygène pour survivre.
(Aujourd'hui encore, les archées sont souvent trouvés dans des environnements extrêmes,
dans des conditions de haute température, l'acidité ou la concentration de sel)
Archées tôt utilisaient CO2 dans l'atmosphère comme source de carbone, dans un processus
appelé fixation de carbone (c'est-à-dire, ils étaient autotrophes, et ils vivaient aussi en
anaérobiose).
Pendant des millions d'années, ils ont réduit la concentration de dioxyde de carbone dans
l'atmosphère, ce qui a également entraîné un refroidissement de la température de la
Terre. Aujourd’hui, la mesure de CO2 dans l’atmosphère est environ 0.04%.
3b. Les Bactéries
Les bactéries (Bacteria), sont des organismes vivants unicellulaires et procaryotes présents
dans tous les milieux.
Les bactéries présentent de nombreuses formes : sphériques (coques), allongées ou en
bâtonnets (bacilles), des formes plus ou moins spiralées. L’étude des bactéries est la
bactériologie, une branche de la microbiologie.
Les bactéries sont ubiquitaires et sont présentes dans tous les types de biotopes rencontrés
sur Terre. Elles peuvent être isolées du sol, des eaux douces, marines ou saumâtres, de l’air,
des profondeurs océaniques, des déchets radioactifs, de la croûte terrestre, sur la peau et
de l’intestin des animaux. Il y a environ 40 millions de cellules bactériennes dans un
gramme de sol et 1 million de cellules bactériennes dans un millilitre d’eau douce.
Les cyanobactéries. Les cyanobactéries (Figure 5) sont considérés comme une forme
primitive de vie parce étaient une forme précoce, et probablement plus tôt, la vie sur terre.
Les cellules d'algues bleu-vert sont appelées cellules procaryotes (du grec «pro» pour
«avant» et «karyon", en référence à la "noix" ou noyau). Les cellules sont petites, et
nécessitent un microscope pour observer leurs structures. Les cellules individuelles,
cependant, peuvent former des colonies qui sont visibles à l'œil nu.
Les cyanobactéries sont photosynthétiques, c'est à dire qu'ils utilisent l'énergie du soleil
(photosynthèse) pour faire des sucres à l'intérieur de la cellule.
17
(revenir à la première page)
Les cyanobactéries aussi changaient le climat ancien, comment?
Ils sont responsables de la modification de la composition de
l'atmosphère. Lorsque les cyanobactéries ont évolués il y a
quelques milliards d'années, il n'y avait pas d'oxygène (O2) dans
l'atmosphère.
Les cyanobactéries ont été les premiers générateurs d'oxygène
organismes photosynthétiques. Peu à peu, au fil du temps,
l'oxygène libéré par la photosynthèse a créé l'atmosphère que
nous avons aujourd'hui. En augmentant la concentration
d'oxygène dans l'atmosphère, ils ont permis à d'autres
organismes aérobies à évoluer. Même aujourd'hui, les
cyanobactéries sont des contributeurs majeurs à
l'approvisionnement en oxygène de notre atmosphère.
Aujourd’hui, la mesure de O2 dans l’atmosphère est environ
21%.
Figure 5. Cyanobactéries, dans
une chaîne de cellules
individuelles. Photo license
Wikimedia Commons.
Ces minuscules organismes affectent également le cycle mondial de l'azote. Les
cyanobactéries sont partie d'un petit groupe d'organismes, qui sont capables de «fixer»
l'azote et sont très important dans le cycle mondial de l'azote.
Voici la cellule bactérienne et ses principales
composantes (Figure 6) : le capsule, paroi
cellulaire, membrane plasmique, cytoplasme,
flagella, et nucléoide
Figure 6. Schéma de la structure cellulaire
d’une cellule bactérienne typique. Photo
license Wikimedia Commons.
18
(revenir à la première page)
3c. Questions pour vous aider étudier
Q3-1. On trouve souvent ses organismes dans les environnements extrêmes (tres chauds,
salées, acides. :
A Protistes
B Archées
C Champignons
D Plantes
C
E
B
Q3-2. Identifiez avec la correcte lettre:
i. membrane plasmique ______
ii. nucleoide _______
iii. cytoplasme _______
D
iv. paroi cellulaire _____
A
v. flagelle _______
Q3-3. Aujourd’hui, la mesure de CO2 dans l’atmosphère est environ:
A 79%
B 98%
C 3.0%
D 0.04%
Q3-4. (Vrai/Faux. les Archées possedent un noyau
Q3-5. L’age de notre planete est environ...
19
(revenir à la première page)
a 4.5 x 103 ans
b 4.5 x 106 ans
c 4.5 x 109 ans
d 4.5 x 1012 ans
20
(revenir à la première page)
3d. Réponses aux questions
R2-1. B
R2-2. i = C ii = B iii = E iv = D v = A
R2-3. D
R2-4. Faux
R2-5. C
21
(revenir à la première page)
4. Eucaryotes: les Protistes, Plantes, Champignons,
et Animaux
4a. Les Protistes
Les protistes sont un groupe diversifié de micro-organismes eucaryotes. Historiquement,
les protistes ont été traités comme un royaume biologique officiellement appelé le protistes
et inclus plupart des organismes unicellulaires qui ne rentrent pas dans les autres
royaumes. Mais plus récemment, les recherches moléculaire a été utilisée pour redéfinir ce
groupe dans la taxonomie moderne comme embranchements divers et souvent lointain
rapport.
Le groupe des protistes est maintenant considéré comme signifiant embranchements
divers qui ne sont pas étroitement liées à travers l'évolution et ont des cycles de vie, les
niveaux trophiques, les modes de locomotion et de structures cellulaires. Outre leurs
niveaux relativement simples d'organisation, les protistes n'ont pas beaucoup en
commun. Ils sont unicellulaires ou parfois pluricellulaires, sont sans tissus spécialisés, et
cette organisation cellulaire simple distingue les protistes d'autres eucaryotes, tels que les
champignons, les animaux et les plantes.
Les protistes sont traditionnellement répartis en
plusieurs groupes en fonction de similitudes avec
les royaumes «supérieures»: le unicellulaire
"comme des animaux" protozoaires
(hétérotrophes, chimiotrophes) (Figure 7.
Giardia protozoaire isolée de l'intestin
Figure 7. Giardia protozoaire isolée de l'intestin
de rat. Les paires de flagelles filiformes
de rat. Les paires de flagelles filiformes faciliter
faciliter la mobilité. Le protozoaire
la mobilité. Le protozoaire Giardia cause la
Giardia cause la maladie diarrhéique
maladie diarrhéique appelée giardiase. Photo:
appelée giardiase. Photo: Dr. Stan
Dr. Stan Erlandsen et Dr. Dennis Feely, CDC.
Erlandsen et Dr. Dennis Feely, CDC.), ou
la «comme des plantes" protophytes (essentiellement des algues unicellulaires, ils sont
autrotrophes et phototrophes) (Figure 8), et ausi les «comme des champignons"
myxomycètes et oomycetes (hétérotrophes, chimiotrophes). Ces subdivisions
22
(revenir à la première page)
traditionnelles, largement basé sur les points communs superficielles, ont été remplacées
par des classifications basées sur la parenté phylogénétique (évolution des organismes).
Toutefois, les termes anciens sont encore utilisés comme noms informels pour décrire la
morphologie et l'écologie des divers protistes. On peut parler de trois grands groupes de
Protistes: les algues unicellulaires (qui sont phototrophes et autotrophes), les protozoaires
(chimiotrophes, hétérotrophes), et les <<champignons inférieurs>> (chimiotrophes,
hétérotrophes).
Les algues unicellulaires : Le terme «algues»
comprend certaines plantes aquatiques, mais
aussi des protistes photosynthétiques aquatiques.
(le terme « aquatique » signifie vivre dans
l'eau douce ou d'eau salée.)
(le terme «photosynthétique» signifie
obtenir de l'énergie des rayons du soleil)
Les algues unicellulaires sont des protistes
photosynthétiques. On les trouve partout,
spécialement dans les corps de l’eau.
Figure 8. Spirogyra, une algue verte
filamenteuse. Photo: Bob Blaylock, licence
Wikimedia Commons.
Les protistes vivent dans presque n'importe quel
environnement qui contient de l'eau liquide. Ils
sont photosynthétiques et sont des producteurs
primaires vitales dans les écosystèmes, en
particulier dans l'océan dans le cadre du plancton.
Un groupe de protistes, les diatomées (Figure 9),
est l'un des groupes plus importants et les plus
significatifs de vue écologique organismes sur la
Terre. Ils se produisent un peu partout qui a de la
lumière (la plupart des espèces ont besoin de lumière
pour la photosynthèse) et de l'eau - dans les océans, les
lacs et les rivières, marécages, marais et tourbières;
mousse humide et les visages des rochers.
Figure 9. Diverses diatomées.
Licence Wikimedia Commons.
En raison de leur abondance dans le plancton marin, en particulier dans les zones riches en
éléments nutritifs dans les océans de la planète, les diatomées représentent probablement
23
(revenir à la première page)
autant que 20% de la fixation photosynthétique global du carbone (~ 20 Pg de carbone fixé
par année), ce qui est plus que tout l'forêts tropicales du monde.
Les protozoaires: Les protozoaires sont hétérotrophes et chemotrophs. Certaines d'entre
elles consomment des bactéries et autres micro-organismes. D'autres protozoaires sont
responsables d'une gamme de maladies humaines graves, telles que la malaria et la maladie
du sommeil. Par exemple, il ya cinq espèces de parasites du genre Plasmodium, qui
provoquent le paludisme chez l'homme.
Transmission des protozoaires qui vivent dans un intestin de
l'homme, tels que Entamoeba histolytica (Figure 10), à un autre
être humain se produit généralement par une voie fécale-orale
(par exemple, de la nourriture ou de l'eau ou de personne à
personne de contact contaminés). Protozoaires qui vivent dans
le sang ou les tissus des êtres humains sont transmis à d'autres
humains par un arthropode vecteur (par exemple, par la
Figure 10. Le protozoaire
piqûre d'un moustique ou mouche de sable).
Entamoeba histolytica. Photo CDC.
Les champignons inférieurs: Le protiste Phytophthora infestans, micro-organisme
eucaryote précédemment considéré comme un champignon, provoque le mildiou dans les
pommes de terre. Une compréhension plus approfondie de biologie de protistes peut
permettre à ces maladies à traiter plus efficacement. Autres membres de cette groupe
(Oomycetes) sont principalement aquatique, et beaucoup d'entre eux provoquent des
maladies des plantes ou des animaux aquatiques tels que les poissons.
4b. Les Plantes
Relativement peu d'espèces de plantes sont microscopiques, bien que les algues vertes sont
parfois appelées "plantes". Auparavant, le terme «plante» a été utilisé pour inclure les
bactéries, les protistes nombreux et les champignons, mais cette taxonomie est maintenant
obsolète. Comme nous l'avons vu, les bactéries, les protistes et champignons forment des
groupes taxonomiques distinctes. En particulier des bactéries, qui sont les procaryotes, ne
sont pas étroitement liés aux plantes. Toutefois, les algues vertes sont probablement les
ancêtres des plantes terrestres terrestres.
24
(revenir à la première page)
4c. Les Champignons
La mycologie est la science étudiant les champignons. Les champignons sont présents dans
le sol, plantes, débris végétaux, lichen, parasites de l'homme, des animaux et des plantes.
Une levure, eucaryote unicellulaire, est aussi un champignon.
Toutes les champignons sont hétérotrophes et chimiotrophes
Les cellules des champignons sont arrangées dans une structure appelé le hyphe, et
plusieurs hyphes font un assemblage qui s’appelle le mycélium (Figure 11).
Les champignons sont "absorbotrophes" : ils se nourrissent
par absorption. Ils sécrètent des enzymes qui digèrent des
polymères dans le milieu extérieur (par exemple, le glucose
est un monomère utilisé par toutes les organismes dans la
production d’énergie. La cellulose est un polymère qui est
commun dans la nature, par exemple les cellules des plantes
sont composées de la cellulose.
La plupart des champignons sont saprophytique: leurs
nourriture est les substances organiques non-vivant.
Figure 11. Les hyphes et spores
du champignon Penicillium.
Photo licence Wikimedia
Commons.
Mais, il y a aussi beaucoup d’espèces du champignon qui sont
parasitiques, comme les parasites des animaux ou les
parasites des plantes (Figure 12). Les champignons parasitiques causent la plupart des
maladies des plantes.
Certains champignons attaquent des insectes, y compris
les insectes nuisibles.
Les champignons fournissent également de la nourriture
pour animaux, y compris les nématodes, les insectes, les
Figure 12. Le champignon
acariens et les mammifères. Par exemple, beaucoup
Penicillium se développe sur un
acariens et les insectes mangent des champignons dans
orange. Photo Wikimedia Commons.
le sol et sur le sol de la forêt. En outre, certains
nématodes se nourrissent de champignons dans le sol.La
plupart des champignons sont aérobies, mais il y des espèces (comme les levures) qui font
25
(revenir à la première page)
la fermentation sans oxygène (par exemple, dans la production du pain, du vin, et de la
bière).
Les champignons reproduisent par les spores. Les spores sont sexuelles ou asexuelle. On
trouve les spores dans les structures diverses. Les spores, pour la plupart, sont
disséminées par le vent et par la pluie.
Il y a une groupe des champignons, qui on appelle les “champignons inférieurs”, qui a des
spores qui peuvent nager (dans l’eau sur les feuilles des plantes, ou dans le sol). En
phylogénie moderne, ils sont effectivement inclus dans les protistes
-on va discuter les champignons encore, dans notre discussion de la phytopathologie
4d. Les Animaux
Les animaux microscopiques les plus importants sont
les nématodes (Figure 13) et autres helminthes.
Les nématodes sont des vers ronds non segmentés
(animaux) qui sont des parasites des plantes ou des
animaux, ou ils vivent non parasite dans le sol ou
l'eau.
Figure 13. Le nematode Caenorhabditis
elegans. Photo Wikimedia Commons.
Il y a des nématodes qui sont parasites, alors ils
sont helminthes, mais aussi il y a beaucoup
d’espèces de nématodes qui ne sont pas parasites (ils mangent les substances organiques,
ou les bactéries, ou les champignons, ou les autres nématodes).
26
(revenir à la première page)
Les nématodes parasites de l'homme (et d’autres animaux) sont inclus dans la catégorie
plus générale des «helminthes». D'autres helminthes importants sont les vers plats
(plathelminthes) ; ceux-ci incluent les trématodes (douves) et les cestodes (ténias).
Toutes les nématodes phytoparasites ont un organe
d'alimentation, appelé un stylet, par lequel ils percent les
cellules végétales et d'ingérer le contenu (Figure 14).
Figure 14. Nématode pathogène
des plantes, montrant le stylet.
27
(revenir à la première page)
4e. Questions pour vous aider étudier.
Q4-1. La majorité des algues sont autotrophes, ils possèdent
A chlorophylle
B un noyau
C glucose
D dioxide du carbone
Q4-2. Quelle groupe de <<champignons>> contient des espèces avec les spores qui
peuvent nager ?
A les champignons phytopathogènes
B les champignons asexuelle (Fungi Imperfecti.
C les champignons inferieures
D les champignons vénéneux
Q4-3. Ces filaments végétatifs du champignon s’appellent les ______
A hyphes
B spores
C noyaux
D mycélium
Q4-4. L’assemblage enchevêtrés de ces filaments s’appellent le/la ________
A hyphe
B spore
C noyau
28
(revenir à la première page)
D mycélium
Q4-5. Comment se nourrissent les champignons ? Ils _____ les ____ et puis ils_____ les _____
résultants.
A absorbent; monomères; digèrent; polymères
B digèrent; polymères; absorbent; monomères
C digèrent; monomères; absorbent; polymères
D absorbent; polymères; digèrent; monomères
Q4-6. Les spores des champignons, pour la plupart, sont disséminées par…
A le vent et la pluie
B les insectes
C les nématodes
D ils peuvent nager
Q4-7. Les champignons se reproduisent par les _____
A racines
B noyaux
C œufs
D spores
Q4-8. Les nématodes dans le sol sont des animaux << aquatiques >> parce que..
A il y a assez d’eau dans le sol qu’ils peuvent nager
B le sol est un habitat marin
C ce n’est pas vrai, ils ne sont pas ça
29
(revenir à la première page)
D les nématodes ont des flagelles
Q4-9. Ce nematode à droit est un nématode...
A phytopathogène
B bactérivore
C mort
D prédateur
Q4-10. Toutes les spores des champignons phytopathogènes sont …
A avec flagelles
B asexuelles
C sexuelles
D ils peuvent être sexuelles ou asexuelles
Q4-11. Les nématodes fungivores, même que les nématodes phytopathogènes, possèdent
un organe qui s’appelle un....
A racine
B stylo
C stylet
D noyau
Q4-12. (Vrai/Faux) Les champignons peuvent absorber directement les polymères mais
pas les monomères.
Q4-13. Quelle group d’organismes se reproduit toujours asexuellement ?
30
(revenir à la première page)
A bactéries
B champignons
C nématodes
D plantes
Q4-14. Toutes les champignons sont hétérotrophes et…
A autotrophes
B chimiotrophes
C pathogènes
D dans le sol
Q4-15. La forme végétatif des champignons est : les cellules sont arrangées dans un fil qui
s’appelle un(e).….
A hypha
B spore
C stylet
D parois cellulaire
Q4-16. (Vrai/Faux) Toutes les nématodes dans le sol possèdent un stylet.
Q4-17. La plupart des champignons sont…
A saprophytique
B parasitique
C autotrophes
D phytopathogènes
31
(revenir à la première page)
Q4-18. Les microbes qui peuvent nager sont…
A bactéries, protozoaires, nématodes, virus
B bactéries, nématodes, protozoaires, quelques champignons inférieurs, virus
C bactéries, nématodes, protozoaires, quelques champignons inférieurs
D bactéries, protozoaires, quelques champignons inférieurs
Q4-19. (Vrai/Faux) On trouve souvent les champignons dans les environnements
extrêmes (tres chauds, salées, acides..
32
(revenir à la première page)
4f. Réponses aux questions
R4-1. A
R4-2. C
R4-3. A
R4-4. D
R4-5. B
R4-6. A
R4-7. D
R4-8. A
R4-9. D
R4-10. D
R4-11. C
R4-12. Faux
33
(revenir à la première page)
R4-13. A
R4-14. B
R4-15. A
R4-16. Faux
R4-17. A
R4-18. C
R4-19. Faux
34
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5. Les Virus
5a. La structure et la fonction des virus
Virus- non vivant, mais ils causent plusieurs maladies et peuvent reproduire avec l’aide
d’un hôte.
-simple construction : manteau protéine (= « capside »), et acide nucléique (ADN ou ARN)
- toutes les virus sont parasitiques ! Leurs hôtes inclurent les animaux, plantes, protistes,
champignons, bactéries, archées (toutes les êtres vivants)
35
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5b. Questions pour vous aider étudier.
Q5-1. (Vrai/Faux) Une particule virale contenant à la fois l'ADN et de l'ARN.
Q5-2. (Vrai/Faux) Il y a des virus saprophytiques .
Q5-3. (Vrai/Faux) Tous les virus sont des parasites qui peuvent se répliquer seulement
dans les cellules des hôtes.
36
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5c. Réponses aux questions
R5-1. Faux
R5-2. Faux
R5-3. Vrai
37
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6. La Génétique Microbienne
6a. Matériel génétique, et comment il est transféré
Vous avez appris ailleurs que l’ADN (matériel des
gènes) contient le code pour faire les protéines, alors
c’est le plan pour l’organisme. Pour les Eucaryotes,
l’ADN est dans les chromosomes qui sont dans le noyau
de la cellule. Les Procaryotes ont leurs ADN dans un
chromosome circulaire (nucleoide) dans le cytoplasme
de la cellule (il n’y a pas de noyau dans les cellules
procaryotes) .
Aussi, les bactéries contiennent souvent un ou plusieurs plasmides, qui sont des molécules
d’ADN extra-chromosomique. Ces plasmides peuvent conférer certains avantages aux
bactéries, comme la résistance à des antibiotiques ou des facteurs de virulence. Les
plasmides se répliquent indépendamment du chromosome. Parfois, les bactéries peuvent
partager les plasmides avec différentes espèces bactériennes (transfert horizontal de
gènes).
Reproduction des microbes : 1) Bactéries et Archées : toujours asexuelle ; 2) Protistes :
sexuelle et (ou) asexuelle ; Champignons : sexuelle et (ou) asexuelle ; Nématodes et leurs
relatifs : principalement sexuelle.
Un avantage de la reproduction asexuelle : très rapide!
Un désavantage de la reproduction asexuelle : moins de la variation génétique.
38
(revenir à la première page)
6b. Questions pour vous aider étudier.
Q6-1. Les plasmides bactérienne peuvent conférer certains avantages aux bactéries,
comme…
A le pouvoir d’être phototrophe
B la résistance à des antibiotiques
C avoir une nucléoside
D avoir une flagelle
Q6-2. (Vrai/Faux) La capacité de se reproduire sexuellement augmente généralement la
diversité génétique d'une espèce.
39
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6c. Réponses aux questions
R6-1. B
R6-2. Vrai
40
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7. Les Habitats Microbiens
7a. Habitats
-Est-ce qu’il y a des microbes dans l’atmosphère ? Il y en a beaucoup, mais ils ne vivent là !
-Microbes dans les habitats aquatiques : plusieurs cyanobactéries, algues, et
protozoaires.
-avec trop de nitrates (NO3-) ou phosphates (PO4) dans l’eau, souvent il y a un
épanouissement d’algues et bactéries, qui utilisent l’oxygène dans l’eau pour leurs
respirations, et sans oxygène les poissons meurent.
-au fond des marais, il y a des bactéries et archées qui sont hétérotrophes et anaérobies.
Les archées, qui s’appellent « méthanogènes », produisent le gaz méthane (CH4).
-les microbes (algues, protozoaires, bactéries) sont très importants dans les estuaires,
parce qu’ils donnent de la nourriture pour les poissons et d’autres animaux.
-Microbes dans le sol. Le sol vive ! Il y a ~109 bactéries, ~106 champignons, ~102
nématodes par gramme.
Le sol : à peu près 50% solide, 30% liquide (de l’eau), 20% gaz. La portion solide :
inorganique (minéral) et organique. La portion organique : biomasse (êtres vivants
comme les microbes et les racines des plantes vivantes) et matière organique du sol (MOS)
(=les restes des organismes qui sont mortes).
41
(revenir à la première page)
-la structure du sol : les agrégats sont très importants pour la pousse des plantes ! (H2O,
O2). Les microbes (champignons et bactéries) sont responsables pour construire les
agrégats.
-Animaux comme habitats pour les microbes.
- Chez l'homme, il a été calculé que 1012 bactéries colonisent la peau, 1010 bactéries
colonisent la bouche et 1014 bactéries habitent dans l'intestin, ce qui fait qu'il y a dix fois
plus de cellules bactériennes que de cellules humaines dans le corps humain. La plupart de
ces bactéries sont inoffensives ou bénéfiques pour l’organisme. Il existe cependant de
nombreuses espèces pathogènes à l'origine de beaucoup de maladies infectieuses comme le
choléra, la syphilis, la peste, l’anthrax, la tuberculose.
-Les symbioses microbienne
Une relation symbiotique est une association de deux espèces différentes, lorsque les deux
organismes profitent. Lorsque les partenaires ont besoin du partenariat de vivre avec
succès, l'association est également considéré comme le mutualisme.
Il ya beaucoup de relations symbiotiques entre espèces microbiennes, ainsi que entre les
microbes et les animaux, et entre les microbes et les plantes.
-Symbioses microbienne avec les animaux. Quelques exemples : les animaux ruminants
ont les bactéries et archées (anaérobies) dans leur rumen pour aider avec la digestion de
cellulose. Les termites ont les bactéries similaires. Il y a des espèces de fourmi, et aussi des
espèces de scarabées, qui sont « fermiers » de certaines espèces de champignon.
-Symbioses microbienne avec les plantes. Certaines bactéries, comme Rhizobium, vivent en
symbiose avec des plantes, produisant de l'ammoniaque nécessaire aux plantes, en
contrepartie des glucides de la plante dans la rhizosphère (on va parler de ça plus tard). Il
y des espèces de champignons (mycorhize) qui vivent en symbiose avec les racines des
plantes, ils aident à obtenir de l’eau et aussi des éléments minérales comme P pour l’hôte.
42
(revenir à la première page)
7b. Questions pour vous aider étudier.
Q7-1. (Vrai/Faux) Une relation symbiotique est la même chose que d'une relation
parasitaire.
43
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7c. Réponses aux questions
R7-1. Faux
44
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8. Microbes Non-Pathogènes Associés aux
Animaux
8a. Le microbiote des animaux
-Le microbiote de l'organisme humain : l'ensemble des bactéries que le corps humain
contient en grand nombre. Le corps humain est constitué d'environ 10 trillions de cellules,
mais accueille 100000000000000 plus. La grande majorité des cellules vivantes sur et dans
le corps sont des bactéries et d'autres microbes. Nous portons plus de cellules bactériennes
que cellules humain ! Pour la plupart ils sont nos amis. Ils effectuent des tâches utiles, voire
essentielles pour la survie de l'individu.
Ces organismes sont parfois appelés les «flore normale»
Quels sont les avantages de la flore normale?
Avantages pour les bactéries : ils ont un endroit pour manger, survivre et se multiplier.
Avantages pour l'humain :
-Les bactéries peuvent produire des vitamines (comme B et K), et décomposer les
nutriments de l'hôte ne peuvent pas digérer normalement.
-Flore normale protégent l'hôte contre l'infection par des organismes pathogènes:
- Prendre de la place, de sorte pathogène n'a nulle part où s'installer
- Peut supplanter la envahisseur de nutriments disponibles
- Peut produire des produits chimiques anti-bactériennes (bactériocines)
Dans l'utérus, le corps d'un bébé est axenic, ce qui signifie que l'utérus est stérile et exempt
de microbes, mais peu de temps après la naissance, le nouveau-né devient colonisé par des
microbes, dont la plupart sont bénéfiques pour la santé humaine. Ces microbes sont
appelés flore normale ou microbiote normale.
Beaucoup de flore normale procurent des avantages directs, comme la fabrication de
vitamines ou de faciliter la digestion. Même si la flore microbes normaux ne font que
prendre de l'espace et des ressources, ils aident à prévenir les agents pathogènes
(microbes diseasecausing) d'envahir facilement le corps et causer la maladie.
45
(revenir à la première page)
Bien qu'il existe de nombreuses espèces de la flore normale, ces bactéries, champignons et
protozoaires se répartissent généralement en deux catégories: microbes résident ou de
passage.
Microbes résident: le microbiote résident de l'organisme ne sont que cela - résidents. Ces
espèces sont long de la vie des membres de la communauté microbienne normale de
l'organisme, mais on ne trouve pas partout. Il ya beaucoup de parties du corps humain qui
restent axenic, et, en l'absence de maladie, ne sont jamais colonisés par la flore normale.
Zones axéniques comprennent la cavité du corps, les poumons, le système nerveux central,
le système circulatoire et les régions urogénitales supérieurs.
Microbiote résident colonisent habituellement la surface de la peau, des muqueuses, du
tube digestif, système respiratoire supérieur et la partie distale du système urogénital. Ces
microbes ont une relation commensale avec leur hôte, ce qui signifie qu'ils ne causent pas
de dommages tout en bénéficiant de l'alimentation sur les déchets cellulaires et les cellules
mortes du corps de l'hôte.
Microbes de passage (microbes transitoires) : microbes transitoires sont juste de
passage. Bien qu'ils puissent tenter de coloniser les mêmes zones du corps comme le font
microbiote résident, les transitoires sont incapables de rester dans le corps pendant de
longues périodes de temps en raison de la concurrence d'microbes résidents, l'élimination
par le système immunitaire de l'organisme, les changements physiques ou chimiques à
l'intérieur le corps qui découragent la croissance des microbes transitoires
Les agents pathogènes opportunistes. Dans des conditions normales, les microbes
résidents et de passage provoquent l'hôte aucun mal. Toutefois, si l'occasion se présente,
certains de ces microbes sont capables de causer la maladie et devenir des pathogènes
opportunistes. Cela peut se produire en raison d'un certain nombre de conditions
différentes: Lorsque le système immunitaire ne fonctionne pas correctement, flore normale
peut surpeupler ou se déplacer dans les zones du corps où ils ne se produisent pas
normalement. Or, lorsque l'équilibre des microbes normaux est perturbé, par exemple
quand une personne prend des antibiotiques à large spectre, les microbes qui sont
normalement évincées par des microbes résidents ont la possibilité de prendre le relais.
Plus difficile, les bactéries résistantes aux antibiotiques, peuvent prendre le dessus.
La maladie peut également se produire lorsque la flore normale est traumatisante
introduits dans une zone du corps qui est axénique ou qu'ils ne se produisent normalement
po procédures médicales invasives qui introduisent des cathéters ou des plaies
chirurgicales peuvent permettre microbes dans les zones du corps qui sont normalement
stérile.
46
(revenir à la première page)
-grand intestin (colon): 1012 microbes dans chaque gramme de matériel fécal, la plupart
c’est Escherichia coli
-à cause de ça, E. coli, même si ce n’est pas une pathogène, est un indicateur de la
contamination fécale !
47
(revenir à la première page)
8b. Questions pour vous aider étudier.
Q8-1. (Vrai/Faux) On peut trouver E. coli dans l’intestine d’un oiseaux
48
(revenir à la première page)
8c. Réponses aux questions
R8-1. Vrai
49
(revenir à la première page)
9. Maladies infectieuses des animaux causées par
les microbes
- Une maladie infectieuse est une maladie provoquée par la transmission d'un microorganisme pathogène: virus, bactérie, parasite, ou champignon.
- Un microbe << pathogène >> se dit d’un microbe apte à provoquer des troubles dans un
organisme soit par virulence, soit par toxinogenèse.
- Dans la nature, des maladies infectieuses se développent chez tous les organismes vivants
- Leur mode de transmission est variable et dépend de leur réservoir (humain, animal,
environnemental) et parfois de vecteurs
- Lorsque les cas se multiplient dans un lieu et une période limitée, on parle d’épidémie
- Si la diffusion est beaucoup plus généralisée, on parle alors de pandémie
- Après une phase de forte régression (époque pastorienne et hygiéniste), les maladies
infectieuses sont revenues ou sont devenues plus résistantes.
Elles sont plus ou moins contagieuses. Par exemple, le tétanos est une toxi-infection causée
par Clostridium tetani, une bactérie qui se trouve dans la terre. Il n’y a pas de transmission
interhumaine (la bactérie n’est pas contagieuse). L’infection se produit si la bactérie entre
dans l’organisme par une plaie souillée.
Une épidémie est une maladie infectieuse qui atteint en même temps un grand nombre
d’individus et se propage par contagion. Pour la plupart, les épidémies sont limitées dans le
temps et dans l’espace. Des exemples d'épidémies sont la peste, et le choléra.
Le « triangle de la maladie » Il est important de se rappeler qu'une «maladie» n'est pas
exactement la même chose qu'un «agent pathogène» ! Une façon d'envisager cela, est de
penser à la maladie comme une interaction avec trois pièces nécessaires:
1) Tout d'abord, il doit y avoir un hôte qui est sensible (prédisposé) à devenir malade. Par
exemple, certains bactéries pathogènes principalement attaquent les très jeunes ou très
âgées : ses gens sont plus sensibles.
2) Deuxièmement, il doit y avoir un agent pathogène, que nous appelons parfois «l'agent
causal", qui est capable d' attaquer l'hôte.
50
(revenir à la première page)
3) Troisièmement, l'interaction entre l'agent causal et l'hôte doit se produire dans un
environnement qui est favorable (propice). Par exemple, certains agents pathogènes
existent dans l'eau contaminée, et ne sont pas rencontrées ailleurs.
Nous pouvons illustrer l'importance de ces
trois facteurs avec un modèle appelé la
«triangle de la maladie» (Figure 15).Le
triangle de la maladie fournit également un
moyen de penser à lutter contre les maladies,
car si nous pouvons éliminer ou de réduire
l'importance de l'une quelconque des trois
côtés du triangle, nous pouvons éliminer ou de
réduire la maladie. Sauf les trois côtés du
triangle sont présents, la maladie ne se
produira pas.
Figure 15. Le triangle de la maladie.
9a. Plusieurs maladies causées par des bactéries
Le charbon
-le charbon est une maladie infectieuse aiguë causée par la bactérie Bacillus anthracis.
-le charbon est une anthropozoonose, c'est-à-dire une affection qui touche aussi bien
l'animal que l'homme.
-les spores du bacille du charbon sont hautement résistantes. Elles germinent en une forme
végétative lorsqu’elles se trouvent dans des environnements tels que le sang ou les tissus,
des Hommes ou des animaux
-Il existe trois formes : le charbon cutané, le charbon gastro-intestinal, le charbon par
inhalation.
-la forme cutanée du charbon est rare chez l'animal, mais c'est la plus fréquente (95%) chez
l'être humain
-en Haïti, la maladie du charbon sévit depuis longtemps a et a gagné du terrain ces
dernières années.
-durant les trois derniers mois de 2000, une épidémie a ravagé l’île de la tortue. Une
campagne de vaccination a été lancée dans la région.
51
(revenir à la première page)
Le cholera
Le choléra est une toxi-infection entérique épidémique contagieuse due à la bactérie Vibrio
cholerae.
-la maladie est limitée à l'espèce humaine, et
caractérisée par des diarrhées menant à une
sévère déshydratation (Figure 16).
-la contamination est orale, d’origine fécale, par
l’eau de boisson ou des aliments souillés.
-il existe divers vaccins dont l'efficacité n'est pas
absolue et qui ne sont obligatoires dans aucun
pays.
-dans les zones endémiques, la prévention du
choléra consiste essentiellement en des mesures
d'hygiène, et notamment empêcher le croisement
de la chaîne alimentaire avec la chaîne des
excréments.
Figure 16. Individu atteint de
déshydratation suite au cholera
(photo: licence Wikimedia Commons).
-parfois les mouches sont vectrices des bactéries.
-les copépodes, qui sont phytoplancton (protistes), sont un réservoir pour les bactéries.
La fièvre typhoide
La fièvre typhoïde est une maladie infectieuse causée par les bactéries du genus Salmonella.
-la contamination se fait par l'ingestion de boissons ou aliments souillés par les selles d'un
homme infecté, malade, ou porteur sain.
- il existe un vaccin efficace pour la fièvre typhoide. Le vaccin consiste des cellules tué. Le
système immunitaire peut monter les défenses contre la pathogène.
9b. Les maladies causées par les protistes
Le paludisme
Le paludisme est une maladie causée par un protozoaire.
52
(revenir à la première page)
Cette pathogène a un vecteur : certaines espèces de moustique (Figure 17). Il faut que le
protozoaire passe une portion de sa vie dans le vecteur (qui est aussi un hôte), et une
portion de sa vie dans l'hôte humain. Alors, si on peut contrôler le vecteur, on peut
contrôler l’épidémie.
Le protozoaire achève le cadre de son cycle
de vie dans le moustique, et une partie à
l'intérieur de l'hôte humain. Ainsi, le
protozoaire peut être considéré comme un
parasite à la fois de l'homme et le moustique.
Figure 17. Un moustique obtient le sang à partir d'un
hôte humain. Photo : licence Wikimedia Commons.
Figure 18. Symptômes du paludisme.
53
(revenir à la première page)
9c. Les maladies causées par des champignons
De nombreux champignons attaquent la peau des humains et des autres animaux. Ces
pathogènes sont rarement mortels. Mais, si les champignons attaquent les poumons, ils
peuvent être mortels!
9d. Les maladies provoquées par les helminthes
-Helminthe est le nom vernaculaire de plusieurs embranchements de vers parasites
d'organismes animaux et/ou humains. Plus connus sous le nom de « vers », ce sont tous des
endoparasites, appartenant au sous-règne animal des métazoaires supérieurs.
-il y a des nématodes qui sont parasites, alors ils sont helminthes, mais aussi il y a
beaucoup d’espèces de nématodes qui ne sont pas parasites (ils mangent les substances
organiques, ou les bactéries, ou les champignons, ou les autres nématodes)
-Une helminthiase est un terme désignant les maladies parasitaires, causées par des vers
parasites intestinaux, les helminthes. Ces vers constituent un important problème de santé
publique dans les pays en voie de développement puisque plus deux milliards de personnes
en sont infectées. L'eau souillée est le principal réservoir de ces parasites.
Toutes les nématodes phytopathogènes sont parasites obligatoires ! Cela signifie qu’elles
ne peuvent pas compléter leurs vies sans être associée avec une plante.
54
(revenir à la première page)
9e. Les maladies causées par les virus
Les virus sont non-vivant, mais ils causent plusieurs maladies et peuvent reproduire avec
l’aide d’un hôte.
Comme vous le savez, tous les virus sont des parasites intracellulaires!
- toutes les virus sont parasitiques ! Leurs hôtes inclurent les animaux, plantes, protistes,
champignons, bactéries, archées (toutes les êtres vivants)
Comment entrent les virus dans leurs hôtes ? Par blessures, vecteurs, l'hôte respire le
virus, l'hôte mange le virus, ou les rapports sexuels.
Quelques maladies des humaines et d’autres animaux causées par les virus : hépatite,
fièvre jaune, dengue, grippe, rhume, la rage, SIDA
-SIDA (Syndrome d'immunodéficience acquise) : le VIH (virus de l'immunodéficience
humaine ) est un virus responsable de la pandémie de SIDA. Le virus interfère avec le
système immunitaire. La résulte est la mort de l'organisme infecté, des suites de
pathogènes opportunistes
-Virus construction : manteau protéine (= « capside »), et acide nucléique (ADN ou ARN)
-Les virus sont très importants comme pathogènes des plantes aussi ! Parmi les virus de
plantes, beaucoup ont des vecteurs insectes, surtout les pucerons.
55
(revenir à la première page)
9f. Questions pour vous aider étudier.
Q9-1. Le choléra est
A endémique partout dans le monde
B endémique dans quelques pays, comme Nepal
C endémique dans Haiti
D endémique seulement dans les grandes villes
Q9-2. Le choléra est causé par
A un virus qui vient de Nepal
B la bactérie Salmonella
C la bactérie Vibrio
D les moustiques qui sont vecteurs
Q9-3. Le paludisme est une maladie causée par
A un protozoaire
B une algue
C un moustique
D une bactérie
Q9-4. Voici des cellules de Bacillus anthracis dans le sol.
L’organisme peut survivre longtemps la, à cause de
A sa parois cellulaire
B sa flagelle
C sa spore
56
(revenir à la première page)
D sa nucleoide
Q9-5. Pour la maladie charbon, le moyen d’infection est…
A cutané
B gastro-intestinal
C par inhalation
D toutes les formes au-dessus
Q9-6. (Vrai/Faux) Le charbon est une maladie limitée à l'espèce humaine
Q9-7. (Vrai/Faux) Le cholera est une maladie limitée à l'espèce humaine
Q9-8. (Vrai/Faux) Les autres mammifères ont un système immunitaire comme le nôtre
Q9-9. Une bactérie qui se trouve dans l’intestin de toutes les animaux avec le sang chaud
est
A Vibrio cholerae
B Bacillus anthracis
C Escherichia coli
D Salmonella typhi
Q9-10. Il est possible de trouver cette (ces. bactérie(s., qui peut (peuvent. être
pathogène(s., dans l’eau contaminé par l’excrément humain :
A Escherichia coli
B Vibrio cholerae
57
(revenir à la première page)
C Salmonella typhi
D toutes les bactéries au-dessus
Q9-11. La femme « Mary typhoïde » etait une example de
A serveuse
B porteuse sain
C porteuse sauf
D porteuse du VIH
Q9-12. On peut aussi dire que la femme « Mary typhoïde » etait une example de
A protiste
B médecin
C réservoir
D maladie
Q9-13. On peut trouver les moustiques dans l’eau en forme
A œuf, larve, pupe, adulte
B larve, pupe, adulte
C larve, pupe
D œuf, larve, pupe
Q9-14. (Vrai/Faux) Il y a quelques Helminthes qui ne sont pas parasitique.
Q9-15. (Vrai/Faux) Il y a plusieurs Helminthes qui sont parasites des plantes.
58
(revenir à la première page)
Q9-16. Maladie causée par un virus?
A Dengue
B La fièvre jaune
C La grippe
D toutes les maladies au-dessus
Q9-17. (Vrai/Faux) Toutes les helminthes sont hétérotrophes
Q9-18. Pour le paludisme, les moustiques qui sont les vecteurs sont...
A toujours les mâles
B toujours les femelles
C parfois les mâles, parfois les femelles
D toujours les larves
Q9-19. Le moustique a besoin d’obtenir un repas du sang pour…
A s’accoupler
B produire les œufs
C sucer du sang
D se transformer en adulte
Q9-20. Avec quelqu’un qui souffre de la maladie paludisme, on peut trouver les
protozoaires (pas nécessairement au même temps.…
A dans les poumons et dans le cœur
B dans l’intestin et dans le sang
C dans l’intestin et dans l’estomac
59
(revenir à la première page)
D dans le foie et dans le sang
Q9-21. Le principal réservoir des vers parasites intestinaux, les helminthes, c’est quoi ?
A le sol
B les fruits
C l'eau souillée
D la viande
Q9-22. Comment peuvent entrer les différentes espèces de virus des animaux dans leurs
hôtes ?
A blessures et vecteurs
B respirer et manger
C rapports sexuels
D blessures et/ou vecteurs et/ou respirer et/ou manger et/ou rapports sexuels
Q9-23. (Vrai/Faux) Toutes les virus des humains peuvent entrer dans la hôte par manger.
Q9-24. (Vrai/Faux) Plasmodium falciparum est une parasite avec deux hôtes : moustique
et humain.
Q9-25. Avec une maladie infectieuse, lorsque les cas se multiplient dans un lieu et une
période limitée, on parle d’un/d’une…
A infection
B épidémie
C pandémie
D maladie endémique
60
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Q9-26. (Vrai/Faux) Les mouches noires <<portent l'onchocercose>>
Q9-27. (Vrai/Faux) Les mouches noires portent les nématodes qui cause l'onchocercose.
Q9-28. On appelle ça :
A le triangle de la morte
B le triangle de l’amour
C le triangle de Bermuda
Pathogène
virulente
Hôte sensible
maladie
Environnement propice
D le triangle de la maladie
Q9-29. (Vrai/Faux) Avec le paludisme, si on peut contrôler le vecteur, on peut contrôler
l’épidémie.
61
(revenir à la première page)
9g. Réponses aux questions
R9-1. B
R9-2. C
R9-3. A
R9-4. C
R9-5. D
R9-6. Faux
R9-7. Vrai
R9-8. Vrai
R9-9. C
R9-10. D
R9-11. B
R9-12. C
R9-13. D
R9-14. Faux
R9-15. Faux
R9-16. D
R9-17. Vrai
R9-18. B
R9-19. B
R9-20. D
R9-21. C
R9-22. D
62
(revenir à la première page)
R9-23. Faux
R9-24. Vrai
R9-25. B
R9-26. Faux
R9-27. Vrai
R9-28. D
63
(revenir à la première page)
10. Contrôle de microbes
10a. Cinq catégories du contrôle de microbes
On peut considérer 5 catégories du contrôle de microbes, même dans la santé ou du
contexte agronomique, où les microbes sont souvent pathogènes des plantes:
1) Écologique ou culturale (exemples : vider les marais pour contrôler le paludisme,
détruire les plantes infectées pour contrôler certaines maladies des plantes, utiliser les
agents physiques comme la chaleur, rayons UV etc.)
2) Agents chimiques (hypochlorite de Na/Ca, iode, antibiotiques, pesticides, etc.)
3) Lutte biologique (utilisant les ennemies naturelles des microbes, parfois les autres
microbes non-pathogènes)
4) Immunité (animaux) ou résistance (plantes)
5) Règlements (mettre en quarantaine, mettre l’embargo, etc.)
64
(revenir à la première page)
10b. Questions pour vous aider étudier.
Q10-1. Nommer cinq catégories de contrôle des microbes
Q10-2. Nommer deux catégories de contrôle réglementaire
65
(revenir à la première page)
10c. Réponses aux questions
R10-1. Écologique ou culturale, Agents chimiques, Lutte biologique, Immunité (animaux)
ou résistance (plantes), Règlements
R10-2. Mettre en quarantaine, mettre l’embargo
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11. La Phytopathologie
11a. La pathologie végétale
-La pathologie végétale ou phytopathologie est la science qui étudie les maladies des
plantes, surtout les maladies des plantes cultivées. Les maladies des plantes sont dues à
(1) des organismes pathogènes (surtout : champignons, virus, nématodes, bactéries), qui
sont normalement présents et souvent en grande quantité dans leur environnement, ou (2)
les maladies physiologiques à la suite d'agressions de facteurs physiques (acidité,
déshydratation, inondation du sol, pollutions) ou de carences minérales du sol.
Ravageurs et maladies représentent de grandes pertes de récoltes à travers le monde. Les
mauvaises herbes, les insectes ravageurs et les maladies des plantes représentent chacune
un moyenne d'environ 15 pour cent de la perte de la récolte chaque année. Les maladies
des plantes peuvent être :.
-maladies désastreuses, par exemple le mildiou des pommes de terre
-maladies limitants du rendement, comme la pourriture des racines
-cultures de mauvaise qualité, qui ne peuvent être facilement remarqués
En outre, en particulier dans les pays tropicaux, les maladies des plantes causent des pertes
post-récolte des fruits et légumes.
Quelles sont les fonctions d'une plante saine? Tous les organismes vivants ont certaines
fonctions biologiques nécessaires à la santé. Pour les plantes, ces fonctions biologiques
comprennent:
1) Absorption d’eau et éléments minérales par les racines.
2) Transport d’eau et éléments minérales dans la plante.
3) La photosynthèse.
4) Transport des produits de la photosynthèse (sucres) tout au long de la plante.
5) Métabolisme et croissance.
67
(revenir à la première page)
6) Stockage de la nourriture.
7) Reproduction.
Tous les agents pathogènes des plantes interfèrent avec un ou plusieurs de ces fonctions
biologiques. Par exemple, un agent pathogène qui s'attaque aux feuilles réduira la capacité
de la plante à mener la photosynthèse. Un champignon qui attaque les racines de la plante
réduit l’absorption d’eau et éléments minerals, et aussi leur transport.
-Le « triangle de la maladie » donne un modèle conceptuel pour étudier et contrôler les
maladies des plantes.
Les organismes phytopathogènes sont pour la plupart les champignons, les bactéries, les
nématodes, et les virus (il ya aussi quelques plantes parasites).
Les champignons et les nématodes peuvent entrer dans les plantes par les blessures ou les
ouvertures naturelles, et aussi directement.
Les bactéries et les virus peuvent entrer dans les plantes par les blessures ou les
ouvertures naturelles, ou par vecteurs, mais jamais directementel.
Certains champignons sont des «parasites
obligatoires", ce qui signifie qu'ils peuvent
compléter leur cycle de vie seulement en
association avec un hôte vivant. Par exemple,
les champignons de l'oïdium sont des
parasites obligatoires (Figure 19).
Cependant, de nombreux champignons
phytopathogènes sont capables de survivre
et de se reproduire sur les matières
végétales mortes, mais peuvent aussi
attaquer les hôtes vivants. Les organismes
qui vivent sur la matière organique morte
Figure 19. Maladie de l'oïdium. Ce
sont appelés «saprophytes». Certains
champignon est un parasite obligatoire. Photo
champignons sont essentiellement
license Wikimedia Commons.
saprophytes, mais peuvent attaquer les
plantes affaiblies ou blessés; ceux-ci sont appelés «pathogènes opportunistes».
-Souvent, les sous-espèces pathogènes ( particulièrement les champignons) attaquent les
variétés (qui sont aussi des sous-espèces) des plantes cultivées.
68
(revenir à la première page)
Toutes les nématodes phytoparasites ont un organe
d'alimentation, appelé un stylet, par lequel ils percent des
cellules végétales et d'ingérer le contenu (Figure 20).
Nématodes parasites des plantes peuvent se nourrir de
l'extérieur des racines des plantes (ectoparasites), ou peuvent
pénétrer à l'intérieur des racines et nourrir (ou, dans certains
cas, les tiges) (endoparasites).
Figure 20. Nématode
pathogène des plantes,
montrant le stylet.
En outre, les nématodes parasites des plantes sont
caractérisés comme ceux qui restent dans un site
d'alimentation (sédentaires), ou qui se déplacent autour de soit à l'intérieur ou à l'extérieur
de la plante hôte (migrateurs).
Les plantes n'ont pas de système immunitaire, comme celle des mammifères, mais ils ont
un certain nombre de défenses physiques et chimiques. Par exemple, un épiderme épais, ou
une couche de liège sur les tissus ligneux, fournissent une défense physique contre l'entrée
des agents pathogènes. En outre, les plantes produisent un certain nombre de composés
chimiques qui peuvent être toxiques, ou qui inhibent la croissance d'agents pathogènes des
plantes.
Souvent, ce sont les différences dans ces défenses physiques et chimiques qui forment la
base de la résistance aux maladies chez certaines variétés de plantes. Un but de la sélection
végétale est de développer des cultivars de plantes cultivées qui sont résistantes aux
pathogènes majeurs de cette espèce. Aussi, souvent il y a des sous-espèces pathogènes (
particulièrement les champignons) qui attaquent les variétés (qui sont aussi des sousespèces) des plantes cultivées.
Épidémiologie. Médecins et vétérinaires sont souvent préoccupés par la santé des
patients individuels. Cependant, dans l'agriculture, nous sommes plus souvent préoccupés
par la santé des populations végétales (champs cultivés). L'épidémiologie est l'étude des
facteurs influençant l'initiation, le développement et la propagation des maladies
infectieuses; l'étude des maladies dans les populations.
11b. Quelques maladies des plantes importantes
Le mildiou des pommes de terre et tomates est une maladie cryptogamique, causée par
un oomycète, Phytophthora infestans, micro-organisme eucaryote précédemment considéré
comme un champignon. Répandue dans le monde entier, cette maladie est le principal
69
(revenir à la première page)
ennemi des cultures de pommes de terre. Cette maladie etait responsable de la grande
famine européenne des années 1840 qui frappa particulièrement le pays d'Irlande (Figure
21). Aujourd'hui, c'est un problème majeur dans les Caraïbes. La maladie affecte également
les cultures de tomates et d'autres plantes dans la famille
Solanaceae.
L'agent pathogène attaque d’abord les feuilles (Figure 22). Des
taches, d’abord petites, jaunes puis brunes et qui sèchent
rapidement apparaissent. Les tiges sont ensuite attaquées et
présentent de grandes taches brunes irrégulières. La perte de
récoltes est potentiellement très forte par destruction des plantes.
Les pommes de terre et les fruits de tomates deviennent non
consommables (Figure 23). Avec les tomates, les fruits à un stade
précoce sont également atteints et présentent des marbrures
brunes et souvent bosselées très caractéristiques (Figure 24).
Figure 21. Grande
famine de 1845 à 1852.
Figure 22. Attaque de mildiou sur feuillage de
pomme de terre. (photo: Howard Schwartz,
licence Wikimedia Commons).
Figure 23. Tubercule de pomme de
terre atteint par le mildiou (photo
licence Wikimedia Commons).
Figure 24. Mildiou de la tomate.
Photo: Gerald Holmes.
70
(revenir à la première page)
Moyens de lutte contre le mildiou :
Méthodes culturales
- Choisissez des variétés moins sensibles aux maladies. Renseignez-vous auprès du
fournisseur.
- Arrosez au pied en évitant de mouiller le feuillage.
- Favorisez l’aération des cultures.
- Supprimez les organes malades dès les premiers symptômes.
- Evitez la proximité des pommes de terre et des tomates (il s’agit du même parasite).
- Pratiquez la rotation des cultures d’une année sur l’autre.
Produits de traitement.
Aux États-Unis, fongicides chimiques sont utilisés pour contrôler le mildiou. Toutefois, ils
sont coûteux pour les agriculteurs à utiliser. De plus, par temps humide, elles doivent être
appliquées fréquemment, généralement à intervalles de deux semaines.
Maladie des raies noires (Cercosporiose noire, ou Sigatoka noir) des
bananiers et plantains
Maladie : Cercosporiose noire (Sigatoka noir)
Pathogène: Mycosphaerella fijiensis - trouvé dans
presque toutes les régions productrices de bananes
du monde.
Hôtes: la banane et la banane plantain (Musa sp.)
La cercosporiose noire (ou Sigatoka noir) est une
maladie foliaire du bananier et plantain causée par
le champignon ascomycète Mycosphaerella fijiensis.
Les plantes ayant leurs feuilles endommagées par Figure 25. Cercosporiose noire, près
la maladie peuvent avoir un rendement atteignant de Jérémie, Haïti. (Photo: Guy Knudsen)
50 % en moins de fruits (Figure 25). Cette maladie
a été anéantit les récoltes des agriculteurs haïtiens de plantains.
La pathogène se reproduit de façon sexuée et asexuée. Les spores asexuée (qui s’appellent
conidies) et les spores sexuée (ascospores) sont importantes toutes deux pour la
dispersion. Comme avec la plupart des agents pathogènes qui ont les deux types de spores,
71
(revenir à la première page)
les conidies sont principalement transportées par l'eau sur de courtes distances, et les
ascospores sont transportées par le vent vers des lieux plus éloignés. Plus de soixante
souches distinctes avec des potentiels pathogènes différents ont été isolées. Comme avec
d'autres champignons pathogènes, les sous-espèces attaquent les variétés (qui sont aussi
des sous-espèces) de l’hôte. Afin de mieux comprendre les mécanismes de cette variabilité,
un « Genetic diversity of Mycosphaerella fijiensis Project » a été lancé.
Lorsque des spores de M. fijiensis se déposent sur une feuille de bananier sensibles, elles
germent dans trois heures, si un film d'eau est présent ou si l’humidité est très élevée. La
température optimale pour la germination des conidies est de 27 °C. Le tube germinatif
croît comme un épiphyte sur l’épiderme pendant deux à trois jours avant de pénétrer dans
la feuille par un stomate.
Une fois à l’intérieur de la feuille, l’hyphe invasif forme une vésicule et de fins hyphes
grandissent à travers les couches du mésophylle dans une lacune. D'autres hyphes se
développent ensuite dans le parenchyme palissadique et continuent dans d'autres lacunes,
et finalement réémergent à travers les stomates de la tache qui s’est développée. Une
croissance épiphytique se poursuit avant la rentrée de l’hyphe dans la feuille à travers un
autre stomate, répétant ainsi le processus.
Dans les plantations pour l’exportation, la cercosporiose noire est endiguée par de
fréquentes applications de fongicides. L’enlèvement des feuilles atteintes, un bon drainage
et un espacement suffisant aident aussi à lutter contre la maladie. Bien que les fongicides
s’améliorent au fil des ans, l’agent pathogène développe une résistance. Par conséquent,
une fréquence plus élevée d'application est nécessaire, ce qui augmente l’impact sur
l'environnement et la santé des travailleurs des bananeraies.
Dans des conditions favorables à l'agent pathogène, des nécroses foliaires peut réduire les
rendements de 35-50%. En 1995, le coût moyen pour lutter contre cette maladie dans les
plantations de bananes était de US $ 1500/ha/yr.
Les petits fermiers cultivant des bananes pour le marché local ne peuvent pas se permettre
des mesures coûteuses pour lutter contre la maladie. Cependant, certains cultivars de
bananier sont résistants à la maladie. L'utilisation de cultivars résistants est le seul moyen
pratique de contrôle cercosporiose noire pour l'agriculteur à petite échelle et de
subsistance. Des recherches sont effectuées pour améliorer la productivité et les propriétés
des fruits de ces cultivars.
Des mesures de quarantaine peuvent aider à protéger contre la dispersion à longue
distance par des feuilles contaminées. Malheureusement, feuilles de bananiers contaminés
sont souvent utilisés pour protéger les fruits lors du transport de la banane par le camion.
72
(revenir à la première page)
Des mesures de quarantaine sont pratiquées dans certaines régions et les pays où l'agent
pathogène n'a pas encore été établies.
Fusariose du bananier, Fusariose des cucurbitacées
La symptôme diagnostic primaire de la fusariose est une décoloration de la système
vasculaire qui peut être observé facilement dans le sens longitudinal ou cross-section des
racines ou des tiges.
La Rouille du Café
Pathogène: Hemileia vastatrix - trouve actuellement dans presque toutes les régions
productrices de café du monde, et H. coffeicola - limité à l'Afrique centrale et occidentale, en
particulier les régions les plus élevées et plus froides.
Hôtes: Coffea arabica (café arabica) et Coffea canephora (café robusta), les deux espèces de
caféiers commerciaux les plus importants, et peut-être autant que 25 autres espèces de
Coffea. Le caféier sert comme l'hôte obligatoire de la rouille du café. La rouille doit avoir
accès à et entrer en contact physique avec le café pour survivre.Existence d'un autre hôte a
été postulé, mais aucun n'a été trouvé.
Rouille du café est la maladie de café économiquement la plus importante dans le monde, et
en valeur monétaire, le café est le produit agricole le plus important dans le commerce
international.
Le cycle de vie de Hemileia commence par la
germination des urédospores à travers les pores de
germe dans la spore. Il attaque principalement les
feuilles (Figure 26) et n'est que rarement trouvé sur
les jeunes tiges et les fruits.
Figure 26. Les symptômes de la rouille
du café causés par Hemileia vastatrix sur
le feuillage. Photo: Howard Schwartz,
licence Wikimedia Commons.
73
(revenir à la première page)
Maladies causées par les bacteries
La pourriture molle bactérienne.
La pourriture molle bactérienne est causée par la bactérie Erwinia carotovora subsp.
carotovora, un résident de sol courantes dans le monde entier.
La pourriture molle bactérienne survient sur un large éventail de cultures et est l'une des
plus graves maladies de post-récolte de pommes de terre à travers le monde. Les pertes se
produisent pendant le stockage, le transport et la commercialisation. Toutes les variétés
sont sensibles (Figure 27).
Les symptômes de la pourriture molle peut également
se produire sur le feuillage, mais la plupart des
problèmes sérieux se produire souvent dans le
stockage!
Contrôle: Bien que les symptômes de la pourriture
molle bactérienne ne commencent pas sur le terrain, le
contrôle de la pourriture molle ne commence sur le
terrain. Qu'est-ce que ça veut dire? Ne pas blesser les
tubercules pendant la récolte et le stockage!
-Retardant la récolte jusqu'à ce que la peau a mis
réduit les blessures des tubercules, en réduisant les
points d'entrée pour l'agent pathogène.
Figure 27. Pourriture bactérienne
de chou. Photo: Paul Bachi,
University of Kentucky Research
and Education Center, Bugwood.org.
- Utiliser les pratiques de manipulation des tubercules douces et bonnes procédures
sanitaires afin de réduire la propagation des bactéries.
-Récolte lors, les conditions humides et boueuses conduit généralement à une
augmentation de la pourriture molle dans le stockage
-Si la récolte de pommes de terre humide, ventiler continuellement jusqu'à ce que les
pommes de terre sont sèches
- Après le lavage, les pommes de terre doivent être secs avant l'expédition. Les tubercules
doivent être protégés des contusions, chaleur et du froid pendant la récolte et le transport
74
(revenir à la première page)
Maladies causées par les nematodes
Tous les nématodes phytopathogènes ont six stades: oeuf, juvéniles (nommé J1, J2, J3, J4) et
adultes (mâle ou femelle). L'étape J1 se trouve à l'intérieur de l'œuf. Pour de nombreuses
espèces de nématodes, le stade J2 est le seul stade infectieux, tandis que d'autres espèces
peuvent attaquer les plantes comme des étapes plus tard mineurs, ou à l'âge adulte.
Nématodes à galles
Les nématodes du genre Meloidogyne (nom vernaculaire
nématodes à galle(s) ou nématodes des nodosités des
racines) sont des parasites de plantes largement
répandus dans les régions tropicales. Ils prospèrent dans
les sols de contrées à climats chauds et hivers courts.
Environ 2 000 plantes sont susceptibles d'être infectées
par des nématodes à galles : ces nématodes sont
responsables d'approximativement 5 % des pertes
globales de récolte.
Les J2 larves infectent les racines (Figure 28) et leurs
communiquent la galle, sucent la photosynthate et les
Figure 28. J2 nematode en train
nutriments du végétal. Si l'infection de plantes adultes ne de s'introduire dans une racine
diminue que leur rendement, l'infection de jeunes plantes de tomate. Photo: USDA-ARS.
peut être fatale. Les femelles des nématodes à galles
pondent leurs œufs dans une matrice
gélatineuse secrétée pendant la ponte par
les glandes rectales. La matrice forme au
début un canal autour des couches externes
du tissu de la racine et plus tard entoure les
œufs, formant une pellicule étanche qui
maintient un niveau d'humidité élevé
autour des œufs. En vieillissant, la matrice
gélatineuse brunit, et sa consistance passe
de celle d'une gelée translucide à celle
Figure 29. Galles apparues sur des racines
d'une coquille brun-orangé (Figure 29).
attaquées par Meloidogyne
75
(revenir à la première page)
Nématodes à kystes
Les nématodes à kystela sont des vers ronds d'environ un millimètre de long, appartenant
des genres Globodera et Heterodera, qui comprend plusieurs espèces. De nombreuses
cultures différentes sont attaqués par des nématodes à kystes, bien que généralement
chaque espèce de nématode est spécifique à un hôte particulier et de ses proches. Cultures
attaquées par les nématodes à kystes sont le soja, le blé, la pomme de terre, carotte, et
d'autres.
Le "kyste", situé sur les racines de la plante hôte
(Figure 30), est en fait le cadavre du nématode
femelle, qui est rempli avec des oeufs. Les œufs sont
protégés à l'intérieur du kyste, et peuvent rester
viables dans le sol pendant de nombreuses années.
Pour cette raison, seules les rotations de cultures
très longues (plusieurs saisons de croissance) sont
efficaces pour le contrôle des nématodes à kystes.
Figure 30. Kystes sur racine de la
pomme de terre.
Maladies causees par les virus
Virus des taches annulaires papaye
Le virus des taches annulaires papaye (PRSV en
anglais) est la maladie la plus redoutée par les
cultivateurs de la papaye. Ιl est responsable de
graves dégâts sur les cultures d'Αsie du Sud Εst et
d'Αmérique du Sud. Le virus infecte les papayes et
les cucurbitacées, avec des symptômes assez
similaires sur les deux cultures (Figure 31). Virus
76
Figure 31. Virus des taches annulaires
papaye.
(revenir à la première page)
des taches annulaires papaye. Photo license Wikimedia Common. Les feuilles se
développent mosaïque et la chlorose (jaunissement) sur les feuilles. Les symptômes graves
comprennent souvent une distorsion de jeunes feuilles. Fruit d'arbres infectés peut avoir
des bosses semblables à celle observée sur les fruits des plantes avec une carence en bore,
et ont souvent des «taches annulaires», qui est la base pour le nom commun de la maladie.
La papaye est cultivée de façon industrielle, en monoculture intensive à Hawaï. PRSV a été
détecté la première fois en 1937, sur l’île de Oahu. Deux variétés de papayes génétiquement
modifiées pour exprimer la protéine du manteau (capside) du PRSV ont été autorisées et
cultivées avec beaucoup du succès ; aujourd’hui ces variétés représentes environ les trois
quarts de la production de papayers d’Hawaï.
Virus de la mosaïque du tabac (TMV)
Maladie : mosaïque du tabac
Pathogène : Virus de la mosaïque du tabac (TMV)
Hôtes : Plus de 150 types de plantes herbacées,
plantes dicotylédones, y compris beaucoup
de légumes (tomate, poivron), les fleurs et les
mauvaises herbes.
Virus de la mosaïque du tabac (TMV) infecte de
nombreuses plantes différentes, des membres en
particulier le tabac et d'autres de la famille des
solanacées. L'infection provoque des motifs
Figure 32. Symptômes de la maladie du
virus de la mosaïque du tabac sur le tabac.
caractéristiques, comme la «mosaïque»-comme
des marbrures et de décoloration sur les feuilles
(d'où le nom) (Figure 32). TMV a été le premier virus pour être jamais découvert (Figure
33). Infection par le virus de la mosaïque du tabac provoque de graves pertes sur plusieurs
cultures, dont la tomate, le poivron, et de nombreuses plantes ornementales.
77
(revenir à la première page)
Traitement et la gestion de la maladie. Une des méthodes de
contrôle communes pour TMV est l'assainissement, qui
comprend l'enlèvement des plantes infectées, et se laver les
mains entre chaque plantation. La rotation des cultures doit
également être utilisée pour éviter les lits de sol / graine
infectés pendant au moins deux ans. Comme pour toute
maladie des plantes, à la recherche de souches résistantes
contre TMV peut également être avisé.
Figure 33. Micrographie
électronique de particules
TMV, représenté à 160.000 x
grossissement (Photo: licence
Wikimedia Commons.)
11c. Cinq catégories du contrôle des phytopathogènes :
1) Écologique ou culturale : maintenir les conditions favorable pour la croissance
(humidité du sol, température, améliorer de carences minérales du sol) ; éviter l’excès
d’humidité par drainage ou un contrôle intelligent de l’irrigation ; éliminer des plantes
malades et les débris (cultivation, enlèvement); éviter d’endommager les tissus végétaux ;
pratiquer la rotation longue, désinfecter les semences et le matériel (hypochlorite de
Na/Ca, détergents) ; le sol par traitement vapeur – solarisation.
2) Agents chimiques : désinfecter les utiles pour tailler ou greffer ; fongicides,
antibiotiques (pour les maladies bactériennes)
3) Lutte biologique : On peut volontairement introduire dans une parcelle infectée une
bactérie ou un champignon inoffensif pour la plante mais qui présente des antagonismes
forts avec une bactérie ou un champignon particulièrement pathogène. Ces alternatives
aux traitements chimiques sont peu à peu mises au point et arrivent sur le marché.
4) Résistance (plantes) : choisir des variétés résistantes (s’il y en a)
5) Règlements (mettre en quarantaine, mettre l’embargo, etc.) exemple : nématode à
kyste de pomme de terre.
78
(revenir à la première page)
-Maladies des fruits et des légumes après la récolte
Denrées stockées est soumis à une variété de pourriture et de la décomposition
provoquées par des champignons ou des bactéries. Ces organismes peuvent causer des
points faibles ou des lésions brun clair sur les fruits et légumes. La croissance fongique,
dans une variété de couleurs, peut également apparaître à la surface des produits infectés.
Avec le temps, tout le fruit ou légume peut devenir sèche et momifié, ou, dans des
conditions humides, une masse molle et humide.
Les mesures de lutte contre les maladies post-récolte:
- Récoltez des plantes saines ; récoltez précoce
- Lavez les plantes récoltés
- Fongicides, bactéricides, le chlore, les cires, l'ozone, SO2, l'irradiation
- Réfrigération
- Mettre sur le marché rapidement
- Toujours, évitez les blessures!
La Lutte intégrée
La Lutte intégrée charactérise des pratiques agronomique menant à des aliments de qualité en
utilisant des moyens naturels et des mécanismes régulateurs proches de ceux qui existent dans
la nature, pour remplacer les pesticides polluants et coûteux, et pour assurer une agriculture
visant le développement durable.
79
(revenir à la première page)
11d. Questions pour vous aider étudier.
Q11-1. (Vrai/Faux) Les plantes ont un système immunitaire comme le nôtre
Q11-2. Tous les nématodes phytopathogènes possèdent un organe qui s’appelle un....
A stylet
B stylo
C racine
D oeuf
Q11-3. Les nématodes phytopathogènes, comparées à les nématodes qui sont pathogènes
des animaux, sont _____
A presque la même taille
B en général plus petites
C en général plus grandes
D beaucoup plus grandes
Q11-4. Avec les nématodes à kystes, le <<kyste>> est en fait…
A le corps d’une femelle qui est morte
B un galle
C les bactéries qui fixent l’Azote
D un tumeur
Q11-5. Dans le kyste, on va trouver...
A des oeufs
80
(revenir à la première page)
B des larves
C seulement les organes de la femelle
D des bactéries
Q11-6. Généralement, les rotations longues peuvent être utiles pour contrôler les
pathogènes qui sont _____ pour une espèce d’hôte
A pathogènique
B spécifique
C non-pathogènes
D non-spécifique
Q11-7. Les rotations longues peuvent être problématique pour contrôler les pathogènes
qui peuvent______
A survivre longtemps dans le sol
B nager
C être pathogènes des animaux
D être autotrophes
Q11-8. (Vrai/Faux) La nématode à kystes de pomme de terre est pour la plupart
spécifique pour la pomme de terre.
Q11-9. (Vrai/Faux) La nématode à kystes de pomme de terre peut survivre dans le sol
pour plusieurs ans, en forme des oeufs qui sont dans le kyste
Q11-10. On appelle cette symptôme :
A croissance retardée
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(revenir à la première page)
B pois de feuille
C feuille jaune
D mosaïque
Q11-11. Le plus important vecteur des virus
phytopathogènes:
A puceron
B scarabée
C mite
D moustique
Q11-12. Voici un virus phytopathogène. Sa taille (chaque
particule) est environs...
A 25 mm
B 25 µm
C 25 nm
D 25 cm
Q11-13. Comment peuvent entrer les différentes espèces de virus phytopathogènes dans
leurs hôtes ?
A blessures
B vecteurs
C semences
D blessures et/ou vecteurs et/ou semences
Q11-14. (Vrai/Faux) Toutes les nématodes dans le sol possèdent un stylet.
82
(revenir à la première page)
Q11-15. (Vrai/Faux) Toutes les nématodes phytopathogènes possèdent un stylet.
Q11-16. (Vrai/Faux) Toutes les pucerons possèdent un stylet.
Q11-17. Les champignons se nourrissent par…
A la lumière
B absorption des polymères comme la cellulose
C absorption des monomères comme le glucose
D toujours par la parasitisme
Q11-18. Les microbes qui peuvent nager sont…
A bactéries, protozoaires, quelques champignons inférieurs
B bactéries, nématodes, protozoaires, quelques champignons inférieurs, virus
C bactéries, nématodes, protozoaires, quelques champignons inférieurs
D bactéries, protozoaires, nématodes, virus
Q11-19. Pour les virus phytopathogènes, les plus communs vecteurs sont…
A les nématodes
B les moustiques
C les scarabées
D les pucerons
Q11-20. On appelle ça :
A le triangle de la morte
B le triangle de l’amour
C le triangle de Bermuda
D le triangle de la maladie
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Pathogène
virulente
Hôte sensible
maladie
Environnement propice
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11e. Réponses aux questions
R11-1. Faux
R11-2. A
R11-3. B
R14-4. A
R11-5. A
R11-6. B
R11-7. A
R11-8. Vrai
R11-9. Vrai
R11-10. D
R11-11. A
84
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R11-12. C
R11-13. D
R11-14. Faux
R11-15. Vrai
R11-16. Vrai
R11-17. C
R11-18. C
R11-19. D
R11-20. D
85
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12. Microbes dans l'environnement
12a. Introduction
Microbes effectuent de nombreuses transformations biogéochimiques critiques sur la
planète terre.
Nous allons nous concentrer sur les transformations du carbone et de l'azote.
12b. Cycle de carbone
Le cycle du carbone est un cycle biogéochimique qui correspond à l'ensemble des échanges
d'éléments carbone sur notre planète.
- L'atmosphère est la source originelle de carbone pour les
organismes. Les autotrophes « fixent » le carbone atmosphérique
(CO2 ; dioxyde de carbone), principalement avec la photosynthèse,
produisant les hydrates de carbone et d’autres substances
organiques (« organiques » = chimiques avec C,H, O).
Les hétérotrophes obtiennent leurs carbone quand ils mangent les autres êtres vivants, ou
quand ils décomposent les organismes qui meurent (aussi quand ils continuent à
décomposer les produits de la décomposition, par exemple la matière organique du sol).
La végétation, les animaux et tous les autres organismes meurt et sont recyclés, offrant de
la nourriture et un abri à toutes sortes d'êtres vivants, en particulier les microbes.
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12c. Cycle de l’azote
-Le cycle de l'azote est un cycle biogéochimique
qui décrit la succession des modifications subies
par les différentes formes de l'azote (diazote,
nitrate, nitrite, ammoniac, azote organique).
-L'atmosphère est la principale source d'azote ,
sous forme de diazote, puisqu'elle en contient
79 % en volume. L'azote, composé essentiel à de
nombreux processus biologiques, se retrouve
entre autres dans les acides aminés constituant les
protéines, et dans les bases azotées présentes dans
l'ADN. Des processus sont nécessaires pour
transformer l'azote atmosphérique en une forme
assimilable par les organismes.
Figure 34. Cycle d’Azote.
-L'azote atmosphérique est fixé par des bactéries présentes dans le sol. L'ammoniaque
peut aussi provenir de la décomposition d'organismes morts par des bactéries et
champignons saprophytes sous forme d'ions ammonium (NH4+).
-Dans les sols bien oxygénés, mais aussi en milieu aquatique oxygéné, des bactéries
transforment l'ammoniaque en nitrite (NO2-), puis en nitrates (NO3-), au cours du
processus de nitrification.
-Les végétaux absorbent grâce à leurs racines les ions nitrate (NO3-) et, dans une moindre
mesure, l'ammonium présent dans le sol, et les incorporent dans les acides aminés et les
protéines. Les végétaux constituent ainsi la source primaire d'azote assimilable par les
animaux.
-En milieu anoxique, (sol ou milieu aquatique non oxygéné) des bactéries dites
dénitrifiantes transforment les nitrates en gaz diazote, c'est la dénitrification.
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12d. Questions pour vous aider étudier.
Q12-1. Les champignons digèrent les polymères des plantes mortes et des animaux morts
dans le processus d’/de ________
A absorption
B décomposition
C parasitisme
D hétérotrophie
Q12-2. Les champignons digèrent les polymères des plantes vivantes et des animaux
vivants dans le processus d’/de ______
A absorption
B décomposition
C parasitisme
D hétérotrophie
Q12-3. (Vrai/Faux) La cellulose est un polymère qui est très commun dans la nature, par
exemple dans les cellules des plantes
Q12-4. (Vrai/Faux) La cellulose est un polymère qui est très commun dans la nature, par
exemple dans les cellules des animaux
Q12-5. Les membres de ce groupe d'organismes effectuent fixation de l'azote?
A champignons
B bactéries
C nématodes
D plantes
Q12-6. Quelles organismes font l’ammonification?
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A certaines bactéries et certains champignons
B certaines bactéries et certaines plantes
C certains nématodes et certaines plantes
D certaines plantes et certains champignons
Q12-7. Les plantes absorbent grâce à leurs racines les ions NO3- et NH4+ dans lequel
processus?
A assimilation
B ammonification
C fixation de l’azote
D décomposition
Q12-8. En milieu anoxique, bacteries transforment les nitrates en azote gazeux dans le
processus de…
A ammonification
B dénitrification
C fixation de l’azote
D photosynthèse
Q12-9. Les plantes derivent leurs carbone
A de la dioxide de carbone dans l’atmosphere
B du carbone qui est constituant de la cellulose
C du sol, utilisant leurs racines
D des hydrates de carbone
89
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12e. Réponses aux questions
R12-1. B
R12-2. C
R12-3. Vrai
R12-4. Faux
R12-5. B
R12-6. A
R12-7. A
R12-8. B
R12-9. A
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13. Le compostage
13a. Qu’est-que c’est le compostage ?
-Le compostage est un procédé biologique de conversion et de valorisation des matières
organiques (sous-produits de la biomasse, déchets organiques d'origine biologique...) en un
produit stabilisé, hygiénique, semblable à un terreau, riche en composés humiques, le
compost.
-Les organismes responsables du compostage ont besoin de trois éléments pour vivre :
1)de nourriture équilibrée, composée d'un mélange de matières carbonées (brunes-duressèches) et de matières azotées (vertes-molles-humides) ;
2) d'humidité, contenue particulièrement dans les matières azotées ;
3) d'air, dont la circulation est favorisée par les matières carbonées structurantes (dures).
-Le compostage est une opération qui consiste à dégrader, dans des conditions contrôlées,
des déchets organiques en présence de l'oxygène de l'air. Deux phénomènes se succèdent
dans un processus de compostage. Le premier, amenant les résidus à l'état de compost
frais, est une dégradation aérobie intense : il s'agit essentiellement de la décomposition de
la matière organique fraîche à haute température (50 à 70 °C) sous l'action de bactéries ; le
deuxième, par une dégradation moins soutenue, va transformer le compost frais en un
compost mûr, riche en humus. Ce phénomène de maturation, qui se passe à température
plus bas (35 à 45 °C), conduit à la biosynthèse de composés humiques par des
champignons.
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14. Références supplémentaires
La science et la pratique de la microbiologie
microorganisme: http://fr.wikipedia.org/wiki/Micro-organisme
La classification des organismes vivants et des virus
http://fr.wikipedia.org/wiki/Arbre_phylog%C3%A9n%C3%A9tique
Procaryotes: les Bactéries et les Archées
Archées : http://fr.wikipedia.org/wiki/Archaea
Eucaryotes: les Protistes, Plantes, Champignons, et Animaux
La Génétique Microbienne
http://fr.wikipedia.org/wiki/G%C3%A9n%C3%A9tique
Les Habitats Microbiens
http://fr.wikipedia.org/wiki/Habitat_(%C3%A9cologie)
Les symbioses microbienne
symbiose : http://fr.wikipedia.org/wiki/Symbiose
Microbes Non-Pathogènes Associés aux animaux
http ://fr.wikipedia.org/wiki/Microbiote_de_l%27organisme_humain
Maladies infectieuses des animaux causées par les microbes
Le cholera: http://fr.wikipedia.org/wiki/Choléra
Le paludisme: http://fr.wikipedia.org/wiki/Paludisme
La Phytopathologie
http://fr.wikipedia.org/wiki/Pathologie_v%C3%A9g%C3%A9tale
Le cycle de carbone
http://www.cnrs.fr/cnrs-images/sciencesdelaterreaulycee/contenu/dyn_ext2-1.htm
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Le cycle de l’azote
http://www.ecosociosystemes.fr/cycle_azote.html
Fixation de l’azote: http://fr.wikipedia.org/wiki/Fixation_de_l%27azote
Le compostage
http://www.compostage.info/index.php
http://fr.wikipedia.org/wiki/Compostage_(biologie)
Remerciements
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soumis aux exigences Creative Commons licence. Wikimedia Commons (souvent
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