CYCLES BIOGEOCHIMIQUES DU FER ET DU MANGANESE

CYCLES BIOGEOCHIMIQUES DU FER
ET DU MANGANESE ET CONTROLES MICROBIENS
Alain Préat & David C. Gillan
Fe3+
Mn4+
Gillan D.C. & Préat A. Geol F404 ulb
Laboratoire de Biologie marine
CP 160/15
[email protected]
Plan de la partie microbiologie :
1. Micro-organismes : introduction et définitions.
2. Bioénergétique microbienne; particularités du Fe et Mn.
3. Architecture des parois et membrannes cellulaires
(EPS, gaines, capsules)
4. Architecture des biofilms et des communautés microbiennes.
5. Importance des métaux pour les micro-organismes.
6. Types d’interactions entre métaux et biofilms.
7. Ferrobactéries et manganobactéries (taxonomie)
8. Exemples actuels de communautés microbiennes incrustées
de Fe et de Mn
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Chaînes transporteuses d’électrons
H2 = 2H+ + 2eH+
H+
Extérieur
Intérieur
Hydrogénase
H+ ATPase
H+
Q
cyt b
cyt c cyt a
OH-
OH-
OH1/2 O2
ADP ATP
H2O
H+
Théorie chimio-osmotique (Peter Mitchell 1961)
Etablissement d’une force proton-motrice (fpm)
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5. Importance des métaux pour les micro-organismes
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Importance des métaux pour micro-organismes
• Génération d’énergie (voir 1ere partie)
• Métalloenzymes
Cuivre
Superoxyde dismutase : SOD (Cu/Zn)
Cytochrome oxydase
= complexe IV (Fe et Cu)
1/2O2
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+ 2e- + 2H+ = H2O
O2
Etat de base = oxygène triplet
O=O
1s22s22p4
2 e- non appariés
dans 2 orbitales
moléculaires
dégénérées
(orbitales
antiliantes)
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O2 = bon accepteur
d’électrons
ROS = Reactive Oxygen Species
Très réactif : destruction lipides, DNA, etc...
Très longue durée de vie
O2- + O2-
SOD
+ 2H+ = H2O2 + O2
Catalase
H2O2 + H2O2 = 2H2O + O2
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Zinc
Superoxyde dismutase : SOD (Cu/Zn)
DNA polymérase, RNA polymérase
Protéines à doigt Zn (interaction DNA)
Carboxypeptidase A
Phosphatase alcaline
Hydrolyse extrémité
C des protéines
Hydrolye
groupes phosphates
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H2
Nickel
Hydrogénases (Ni-Fe)
Uréase (urée + H2O
CO2 + 2NH3)
Cofacteur F430 (coupure groupes méthyles, bact. méthanogènes)
Cobalt
Vitamine B12
Nitriles hydratases
R-C N + H2O → R-C(O)NH2
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Manganèse Photosystème II
Superoxide dismutase à Mn
Fer
Superoxyde dismutase à Fe : Fe-SOD
Nitrogénases (Fixation N2)
Cytochromes a, b, c : hèmes (transport d’e-)
Protéines Fe-S (transport d’e-) : ferredoxines
Cyt-Fe2+
= Cyt-Fe3+
+ e-
Fe
Anneau porphyrine
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Molybdène Molybdoflavoprotéines (réduction nitrate)
Nitrogénases (Fixation N2)
N
N
N2 + 6H+ + énergie = 2NH3
Tungstène (W)
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Formate déshydrogénase
(métabolisme anaérobie)
Métaux “non-essentiels” (pas de métalloenzymes connus)
Vanadium (V)
Peut remplacer le Mo dans Nitrogénases
Oxyanion toxique car ressemble au PO43(vanadate : VO43- )
Chrome (Cr) Bcp bact. capables de le réduire: Cr(VI) Cr(III)
Oxyanion toxique car ressemble au SO42(chromate : CrO42-)
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Cr(VI)
Argent
Très toxique (isoélectronique du Cu)
Agent anti-microbien puissant
Complexes très forts avec S
Cadmium
Très toxique (isoélectronique du Zn)
Peut être méthylé par bactéries
Mercure
Plomb
Très toxique (isoélectronique du Zn)
Peut être méthylé par bactéries
(diméthylmercure volatile et toxique)
Toxique. Inhibiteur ferrochelatase (hèmes)
Peut être méthylé par bactéries
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Cu: 3d104s1
Ag: 4d105s1
Zn: 3d104s2
Cd: 4d105s2
Hg: 5d106s2
Semi-métaux
Arsenic (As) Oxyanion (V) ressemble au PO43Peut servir d’accepteur d’électrons (anaérobie)
Peut être méthylé par bactéries
e-
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AsO43- (V)
Arsenate
- abondant ds zones
oxydées : HAsO42- peu mobile
- adsorbé sur
oxyhydroxydes Fe/Mn
O- As O
OAsO33- (III)
Arsenite
- soluble
- mobile
Antimoine (Sb)
Isoélectronique avec arsenic
Formation d’oxyanions
Peut être méthylé par bactéries
Accepteur d’e- ?
Sb(V)
- milieux faibl. réducteur
- aérobies
- adsorbé sur
oxyhydroxides Fe/Mn
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Sb(III)
- En cond. réduites
- SbS2- dans sédiments
Dangers des métaux
Modification d’activités enzymatiques par substitution
de métaux. Exemple de la Superoxide dismutase bovine
(BSOD)
Activité
BSOD naturelle (Zn2Cu2BSOD)
Cu2Cu2BSOD
Co2Cu2BSOD
Cd2Cu2BSOD
E2Zn2BSOD
E2Co2BSOD
Zn2Zn2BSOD
(E = pas de métal incorporé)
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100%
100%
90%
70%
0%
0%
0%
(Kendrick et al. 1992)
Danger des métaux non complexés
Réaction de Fenton:
Fe(II) + H2O2
Radical hydroxyle
(10-9s)
Fe(III) + OH- + OH•
Anion hydroxyle
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Plasmides de résistance aux métaux
• Ag+, AsO2-, AsO43-, Cd2+, Co2+, CrO42-, Cu2+,
Hg2+, Ni2+, Pb2+, Sb3+, TeO32-, Tl+, Zn2+
• Systèmes d’efflux nécessitant une dépense d’ATP (ATPase) ou
une entrée de H+ (antiport proton/cathion)
Silver (1996) Gene 179:9-19
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En résumé : effet des métaux au niveau cellulaire
- Substitution métaux métalloenzymes : modification activité
- Modification activité SOD (accumulation O2-)
- Ressemblance avec PO43- et SO42- (oxyanions)
- Réaction de Fenton (génération directe OH•)
- Consommation ATP
- Dépolarisation membrane plasmique
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6. Types d’interactions entre métaux et biofilms.
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Types d’interactions entre métaux et biofilms.
1. Interactions passives : micro-organismes vivants ou non
2. Interactions actives : micro-organismes vivants
Résultat variable :
-
Immobilisation (capsule, incorporation métalloenzymes)
Oxydé / réduit
Précipitation (nucléation, formation biominéral)
Méthylation + volatilisation
Exporté (système d’efflux)
Rem : • Biominéralisation biologiquement induite
• Biominéralisation biologiquement contrôlée
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Interactions passives
Biosorption sur divers groupes fonctionnels :
Carboxyles, hydroxyles, sulfhydryles, amino, imino, imidazole,
sulfates, sulfonates.
-COOH -OH -SH -NH4 -CNH -SO4 -S(=0)2-O-
Sites de Biosorption :
(i) Paroi (ac. muramique + ac. teichoïques)
(ii) Membrane externe Gram-négatives (LPS)
(iii) Capsules
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Interactions actives
(i) Méthylation + volatilisation
(ii) Accumulation intracellulaire
(iii) Précipitation extracellulaire “involontaire”
(iv) Complexation extracellulaire
(v) Réactions Redox des chaînes transporteuses d’électrons
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(i) Volatilisation
Méthylation des métaux
Hg, As, Pb, Se, Te, Cd, Sn, Bi
Exemple : Hg
Hg°
hν
40 000 t/an atm.
- mines
- fuel
Hg2+
bact.
CH3
-Hg+
bact.
Méthylmercure
CH3-Hg-CH3
Diméthylmercure
(volatil)
Formes très toxiques
(X100 p/r Hg°)
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(ii) Accumulation intracellulaire
- Pompes membrannaires ioniques (métaux = nutriments)
- Formation de biominéraux intracellulaires
Exemple :
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Fe3O4 (magnetite)
Bactéries magnétotactiques : magnetosomes
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http://magnum.mpi-bremen.de/magneto
(iii) Précipitation extracellulaire “involontaire”
- Excrétion/consommation de substances chimiques
- Modification pH et conditions Redox milieu ext.
- Dégradation de matière organique (acides humiques, tannins)
Modification de la spéciation des métaux
Biominéralisation biologiquement induite
Exemples :
- Production S2- par bactéries sulfato-réductrices
précipitation sulfures métalliques (CdS, ZnS, etc...)
- Production HPO42- suivie précipitation phosphates métalliques
(Me HPO42-) (Citrobacter)
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Gillan D.C.
(iv) Complexation extracellulaire
• Complexation “volontaire”
Utilisation de molécules organiques à très haute affinité
pour les métaux
Exemples : sidérophores (Fe3+), métallothionéines
• Complexation “involontaire” : production d’oxalate, citrate
suite au métabolisme.
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Sidérophores : composé chélatant le Fe3+ et produit
par un micro-organisme
Ferrichrome, enterobactine, mycobactine,
bacillibactine, ferrioxamine, etc...
669.1 Da
Le sidérophore le plus puissant
K(Fe3+) = 1052 M-1
EDTA : K ≈ 1025 M-1
enterobactine
E. coli
Carrano et al. (1979) J Am Chem Soc 101:5401
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Métallothionéines (MT) :
Petites protéines (3 500 - 14 000 Da),
riches en Cystéines (S), stables à la chaleur,
capables de complexer les métaux.
Procaryotes et eucaryotes (plantes, animaux)
Transport / régulation : Zn, ...
Détoxification : Cd, ...
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(v) Réactions Redox des chaînes transporteuses d’électrons
Extracellulaire, “volontaire” (génération d’énergie)
• Réactions de réduction (processus dissimilatif)
Le métal oxydé sert d’accepteur terminal d’électrons.
Formation d’un biominéral dans certains cas (ex: Cr, Se, U)
• Réactions d’oxydation. Le métal réduit sert de
donneur d’électrons. Métal = source d’énergie (électrons)
Formation d’un biominéral dans certains cas
Fe++
Fe+++
Mn++
Mn+++
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7. Ferrobactéries et manganobactéries
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Ferrobactéries = bactéries capables d’oxyder du Fe2+
et/ou de précipiter du Fe3+
Manganobactéries = bactéries capables d’oxyder du Mn2+
et/ou de précipiter du Mn4+
- La précipitation est extracellulaire ou intracellulaire
- Importance biogéochimique (gdes qtés)
!
Ces bactéries ne sont pas toujours
ferro-oxydantes ou mangano-oxydantes!
Etudier vitesse d’oxydation (cultures)
+ contrôles négatifs
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A pH 7.0, la ferro-oxydation est plus difficile à étudier
que la mangano-oxydation car l’oxydation spontanée
(non biologique) du Fe2+ est très rapide.
Etudier les interfaces
Exemple : eau de mer pH 7.4-8.4; S‰ = 32; pO2 = 0.21
- d[Fe(II)]
= k [Fe(II)] pO2 [OH-]
dt
k = (2.2 ± 0.2) 106
Roekens & Van Grieken (1983) Mar Chem 13:195-202
Vitesse d’oxydation : τ1/2 = 1.1 min à pH 8.3 et 20°C
2.6 min à pH 8.3 et 10°C
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Eau de mer pH < 7.1
- d[Fe(II)]
= k [Fe(II)] pO2 [OH-]
dt
k = (2.4 ± 0.4) 1013
Roekens & Van Grieken (1983) Mar Chem 13:195-202
Vitesse d’oxydation : τ1/2 = 30 min à 20°C
158 min à 10°C
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Profils de pH dans les sédiments marins (côte belge)
Face à Oostende
Face à Zeebrugge
130 pH profile
Depth (cm)
Depth (cm)
-4
7.5
-8
-12
-16
-20
4
6
2
4
0
2
-2 6.5
7
7.5
8
-4
-6
-8
0
-2 8
-6
-8
-12
-10
-14
-12
Fe2+ « stable »
Ferro-oxydation microbienne possible!
8.4
-4
-10
Sédiments vaseux
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Depth (cm)
0
7
435 pH profile
700 pH profile
4
6.5
A 50 km
Sable
8.8
Ferrobactéries et Manganobactéries
Protéobactéries α
Magnetospirillum magnetotacticum
Magnetotactic bacteria (MTB)
Vibrio en forme de Spirillum; Ø 0.3 µm; magnetosomes
(magnétite Fe3O4 et greigite Fe3S4); micro-aérobie; eau douce.
Hémisphère N : déplacement vers le N (flagelles)
Hémisphère S : déplacement vers le S (flagelles)
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Magnetospirillum
1 µm
0.5 µm
0.1 µm
Bergey’s
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0.1 µm
Ferrobactéries et Manganobactéries
Protéobactéries α
Pedomicrobium manganicum
P. americanum
P. ferrugineum
Eaux douces, tubes, surface roches.
Bactérie à hyphes, bourgeonnante.
Oxydation enzymatique du Mn2+,
précipitation sur EPS
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1 µm
Bergey’s
Bergey’s
Ferrobactéries et Manganobactéries
Protéobactéries β
Sphaerotilus
Leptothrix
Bactéries filamenteuses engainées, neutrophiles,
aérobies, Gram -, chémo-organotrophes.
Cycle de vie avec cellules essaimeuses flagellées (cond. déf.)
Gaines vides!
Eaux douces courantes riches en MO, égouts
Si Fe et Mn présent : gaines incrustées oxyhydroxydes Fe / Mn
(précipitation chimique + microbienne)
Sphaerotilus : incapable d’oxyder Mn2+.
Leptothrix : Oxydation du Mn2+ et du Fe2+.
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Sphaerotilus
Gaine = complexe lipo-polysaccharido-protéique
formant des tubes linéaires.
Extérieur à la membrane externe
Blooms de Sphaerotilus : automne, ruisseaux (feuilles)
Usines de traitement des eaux d’égouts : problème
(masses de filaments augmentant volume des boues)
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Sphaerotilus natans
Bergey’s
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Leptothrix discophora
Bergey’s
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Gaines vides de Leptothrix ochracea
Bergey’s
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Leptothrix
Gaine avec une protéine oxydant le Mn
Mn2+ + 1/2 O2 + H2O
ΔG°’ = - 68 kJ
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MnO2 + 2H+
Ferrobactéries et Manganobactéries
Protéobactéries β
0.5 µm
Gallionella ferruginea
Bergey’s
- Bactérie chimio-lithothrophe, autotrophe, ferro-oxydante,
neutrophile, micro-aérobie, Gram -.
- Comporte un pédoncule torsadé riche en oxyhydroxydes de Fe
(pédoncule excrété à la surface de la cellule)
- Commune dans eaux douces riches en Fe
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Bergey’s
0.25 µm
Pédoncules de Gallionella
0.5 µm
fibrilles
40-50 nm
de Ø
5 µm
Ridgway et al. (1981) AEM 41:288-297
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Ferrobactéries et Manganobactéries
Protéobactéries γ
• Acidithiobacillus ferrooxidans
Chémo-lithotrophe obligé, aérobie, pH 2.0-3.5
Bacilles
Pyrite
Gleisner et al. (2006) Chem Geol 225:16-29
Gillan D.C. & Préat A. Geol F404 ulb
• Acidithiobacillus ferrooxidans : Bio-extraction
“microbial leaching” “biolessivage”
Définition : Extraction de métaux à partir de leurs minerais
en employant des micro-organismes. Cu : 20%
Méthodes conventionnelles (fonderies)
Cher, polluant (SO2), consommation énergie.
Mais : rapide.
Bio-extraction
Génère eaux acides riches en métaux, lent
Mais : peu cher (50%), OK pour minerais peu concentrés
Gillan D.C. & Préat A. Geol F404 ulb
Gillan D.C. & Préat A. Geol F404 ulb
- Tas de minerais arrosé avec acide + Fe(III) + bactéries
(Acidithiobacillus spp)
- Oxydation des sulfures par Fe(III) :
Cu2S + 4Fe3+ → 2Cu2++4Fe2++S2(chalcocite)
bactéries
(Cu+)
O
2
SO42-
Fe(III)
- Eau acide riche en Cu2+ récupérée et traitée par le
procédé SX/EW (solvent-extraction / electrowinning)
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Lomas Bayas, Chile
Gillan D.C. & Préat A. Geol F404 ulb
Lomas Bayas, Chile
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Ferrobactéries et Manganobactéries
Protéobactéries δ
• Desulfovibrio magneticus
1 µm
Bactérie sulfato-réductrice
Anaérobie strict
Sakaguchi et al. (2002) IJSEM 52:215-221
Magnétosomes
Sédiments eau douce riches en sulfures
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Ferrobactéries et Manganobactéries
Protéobactéries ζ (zêta)
Mariprofundus ferrooxidans
Emerson et al. 2007. PLoS ONE 2(8) e667
± équivalent de Gallionella en milieu marin, sources hydroth.
(Loihi Seamount, Pacific Ocean).
- Bactérie chimio-lithothrophe, autotrophe, ferro-oxydante,
neutrophile, micro-aérobie, Gram -.
- Comporte un pédoncule torsadé riche en oxyhydroxydes de Fe
(pédoncule excrété à la surface de la cellule)
- Optimum 30°C, pH 6.0 - 6.5
Gillan D.C. & Préat A. Geol F404 ulb
Ferrobactéries et Manganobactéries
Phyl. Nitrospira
Leptospirillum ferrooxidans (acidophile)
5 µm
Candidatus Magnetobacterium bavaricum
(bact. « géante » magnétotactique)
Battaglia et al. (1994) Ant. Leeuw. 66
Hanzlik et al. (2002) J Magn Magn Mat 248:258-267
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Ferrobactéries et Manganobactéries
Siderocapsaceae (Pribram, 1929)
Bactéries unicellulaires, non filamenteuses, non pédonculées,
associées à des dépôts de Fe (III) ou de Mn (IV).
Aérobies / micro-aérobies; pH 6-7
Eaux douces (lacs, sols, marais, tubes)
Position phylogénétique inconnue. Sp décrites sur base de leur
morphologie dans le milieu naturel.
« Siderocapsa », « Naumanniella », « Siderococcus »,
« Ochrobium »
Gillan D.C. & Préat A. Geol F404 ulb
10 µm
Naumanniella neustonica (Bergey’s)
Gillan D.C. & Préat A. Geol F404 ulb
Ferrobactéries et Manganobactéries
Budding and/or appendaged bacteria
Metallogenium
Cellules coccoïdes, 0.2-1.5 µm Ø,
dépôts de Mn en étoile
Aérobies, pH 6.8-7.2
Eaux douces (blooms), sols
Inconnu en milieu marin
Microfossiles de 2.109 ans
(Eoastrion)
Gillan D.C. & Préat A. Geol F404 ulb
Microcolonies de « M. personatum » (Bergey’s)
8. Exemples actuels de communautés microbiennes
incrustées de Fe et de Mn
Gillan D.C. & Préat A. Geol F404 ulb
1. Montacuta ferruginosa (Bivalve)
1 mm
Picture : Gilan D.C.
Fe3+
Gillan D.C. & Préat A. Geol F404 ulb
Echinocardium cordatum
(oursin irrégulier)
Biofilm
en 3
strates
10 µm
Gillan D.C., De Ridder C.
The microbial community associated with Montacuta ferruginosa, a commensal
bivalve of the echinoid Echinocardium cordatum.
In: Emerson R.H., Smith A.B., Campbell A.C. (eds), Echinoderm research 1995.
Balkema, Rotterdam, pp. 71-76.
Gillan D.C. & Préat A. Geol F404 ulb
bivalve
juvénile
Nombreuses
bactéries
filamenteuses
encroûtées de
Fe(III)
bivalve
adulte
Picture : Gilan D.C.
Gillan D.C. & Préat A. Geol F404 ulb
Picture : Gilan D.C.
Picture : Gilan D.C.
Picture : Gilan D.C.
Gillan D.C. & Préat A. Geol F404 ulb
Pictures : Gilan D.C.
Gillan D.C. & Préat A. Geol F404 ulb
Choanoflagellés
Picture : Gilan D.C.
Ciliés
suctoriales
Picture : Gilan D.C.
Gillan D.C. & Préat A. Geol F404 ulb
Spectre EDAX de M. ferruginosa.
(energy dispersve X-ray
analysis)
Gillan D.C. & Préat A. Geol F404 ulb
M. ferruginosa
Spectre EDAX en deux dimensions
Gillan D.C. & Préat A. Geol F404 ulb
Nature du minéral ?
- Phosphate ferrique amorphe ?
(FePO4)2 5H2O
Ne se forment qu’à pH acide
Minéral pur
Colloïdes de taille homogène dans EPS
Biominéralisation (form. in situ)
- Oxyhydroxide de Fe(III) avec adsorption de PO4?
Ferrihydrite : Fe2O3.2FeOOH2.6H2O
Se forme à pH neutre
Minéral non pur (Mn, As, Cu, etc...)
Colloïdes de diverses tailles dans EPS
Bioaccumulation
Gillan D.C. & Préat A. Geol F404 ulb
Spectre DRIR (méthode KBr)
splitting
Gillan & De Ridder (2001) Chem Geol 177:371
Oxyhydroxide de Fe(III) avec adsorption de PO4
Bioaccumulation
Gillan D.C. & Préat A. Geol F404 ulb
Gillan & De Ridder (2001) Chem Geol 177:371
Eléments en
faveur d’une
Biominéralisation
- colloïdes ds EPS
- « pureté » du
minéral (EDAX)
Pictures : Gilan D.C.
Gillan D.C. & Préat A. Geol F404 ulb
Test de la ferro-oxydation
Ferro-oxydation
présente ds biofilm
Préparation d’extraits de biofilm:
- Traitement à l’acide oxalique (sonication, centrifugation)
- Chromatographie d’exclusion (Sephadex G-25)
élimination Fe et acide oxalique
Test :
- Source de Fe2+ : ferrocyanure de K (10 mM)
- Tampon MES pH 6.0
- TMPD (2 mM) : détecteur de Fe3+
Gillan D.C. & Préat A. Geol F404 ulb
Présence d’un facteur ferro-oxydant !
Formation de TMPD
Témoin
Gillan et al. (2000) Geomicrobiol J. 17:141-150
Gillan D.C. & Préat A. Geol F404 ulb
Dégradation de complexes organiques du Fe3+
Suspension de biofilms frais
6 tubes
expérimentaux
6 tubes
témoins
(chauffage
15 min 100°C)
Ajout à tous les tubes citrate de Fe(III) 1 mM
Incubation à 20°C en aérobie (agitation)
Dosage du fer total en suspension (AAS)
Expérience à pH 6.5 ou pH 8.2
Gillan D.C. & Préat A. Geol F404 ulb
pH 6.5
Dégradation
de complexes
organiques du Fe3+
Gillan et al. (2000) Geomicrobiol J. 17:141-150
Gillan D.C. & Préat A. Geol F404 ulb
2. Urothoe poseidonis (amphipode marin)
Picture : Gilan D.C.
Gillan D.C. & Préat A. Geol F404 ulb
250 µm
Picture : Gilan D.C.
Picture : Gilan D.C.
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Gillan D.C. & Préat A. Geol F404 ulb
Gillan et al. (2004) J Sea Res 52:21
Picture : Gilan D.C.
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Picture : Gilan D.C.
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Gillan D.C. & Préat A. Geol F404 ulb
U. poseidonis
Gillan et al. (2004) J Sea Res 52:21
Spectre EDAX
Gillan D.C. & Préat A. Geol F404 ulb
Variation du recouvrement en Fe en fct des saisons
Gillan et al. (2004) J Sea Res 52:21
Gillan D.C. & Préat A. Geol F404 ulb
Bactéries filamenteuses : nouvelle sp de Thiothrix
Bactérie
sulfo-oxydante
aérobie
Gillan & Dubilier (2004) Appl Environ Microbiol 70:3772
Gillan D.C. & Préat A. Geol F404 ulb
Lien avec ferro-oxydation?
DAPI
Sonde UP23b
Gillan & Dubilier (2004) Appl Environ Microbiol 70:3772
Gillan D.C. & Préat A. Geol F404 ulb
3. Hydrobia ulvae (gastéropode marin, intertidal)
Gillan D.C. & Préat A. Geol F404 ulb
500 µm
1 µm
10 µm
1 µm
Gillan D.C. & Préat A. Geol F404 ulb
100 µm
Gillan & Cadée (2000) J Sea Res 43:83
Hydrobia ulvae
Gillan D.C. & Préat A. Geol F404 ulb
4. Loihi seamount
30 km S Hawaii
Sommet: - 975 m
Hauteur: 3000 m
Actif.
Gillan D.C. & Préat A. Geol F404 ulb
Emerson & Moyer (2002) Appl Environ Microbiol 68:3085
Gillan D.C. & Préat A. Geol F404 ulb
Emerson & Moyer (2002) Appl Environ Microbiol 68:3085
Fluides hydrothermaux riches en Fe2+ et CO2
t°C : 10-167°C
Gillan D.C. & Préat A. Geol F404 ulb
max 268 µM
max 17 mM
Emerson & Moyer (2002) Appl Environ Microbiol 68:3085
Gillan D.C. & Préat A. Geol F404 ulb
Emerson & Moyer (2002) Appl Environ Microbiol 68:3085
Morphotypes
d’oxydes de
Fer (Loihi)
Isolation
d’une souche
ferro-oxydante
(JV-1)
Gillan D.C. & Préat A. Geol F404 ulb
5. Tapis de ferrobactéries, Forest de Marselisborg
(Aarhus, Denmark)
Emerson & Revsbech 1994 (Appl Environ Microbiol 60:4022-4031)
Eau douce
pH neutre
(7.1-7.6)
Résurgence
250 µM Fe2+
Emerson & Revsbech 1994 (Appl Environ Microbiol 60:4022-4031)
Gillan D.C. & Préat A. Geol F404 ulb
Emerson & Revsbech 1994 (Appl Environ Microbiol 60:4022-4031)
Gillan D.C. & Préat A. Geol F404 ulb
Emerson & Revsbech 1994
(Appl Environ Microbiol 60:4022-4031)
Gillan D.C. & Préat A. Geol F404 ulb
Emerson & Revsbech 1994 (Appl Environ Microbiol 60:4022-4031)
Gillan D.C. & Préat A. Geol F404 ulb
Etude de la ferro-oxydation microbienne
Eau sans
Fe2+
et aérobiose
Eau riche
en Fe2+
et anoxie
(60-120
µM FeCl2)
Emerson & Revsbech 1994 (Appl Environ Microbiol 60:4032-4038)
Gillan D.C. & Préat A. Geol F404 ulb
Vitesse d’oxydation (chim+biol) :
Max 1 200 nmol Fe2+
par heure (1 cm3 mat)
50 à 80% = oxydation biologique
Emerson & Revsbech 1994
(Appl Environ Microbiol 60:4032-4038)
Gillan D.C. & Préat A. Geol F404 ulb
En Belgique aussi !
Gillan D.C. & Préat A. Geol F404 ulb
Ardennes
Hautes Fagnes
Site de la Helle
Dépôts ferrugineux
dans le lit d’un ruisseau
Nature argileuse du sol
+ pluie = tourbières.
pH diminue
percolation,
dissolution de pyrite,
résurgence : Fe2+
Papier S. (2006) UMH
Gillan D.C. & Préat A. Geol F404 ulb
Carrières d’Hautrage
Carrière Danube-Bouchon
Argiles et sables
(riche en M.O. et pyrite)
Mattes bactériennes
ferrugineuses fréquentes
en carrières
Résurgences et formation
de dépôts pariétaux
Papier S. (2006) UMH
Gillan D.C. & Préat A. Geol F404 ulb
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Papier S. (2006) UMH
Papier S. (2006) UMH
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