Cyanobactérie

Définition

Une cyanobactérie est un procaryote photoautotrophe, sans noyau cellulaire, de coloration bleue-verte ou violet sale, capable de photosynthèse et produisant du dioxygène O₂. Les Cyanophycées, de l'embranchement Cyanobacteriota, peuvent synthétiser des toxines appelées cyanotoxines.

Des cyanobactéries photosynthétiques en aquarium marin :

Cette cyanobactérie est Phormidium corium, de couleur pourpre à violet sale, elle est souvent confondue avec une algue, alors qu'elle est issue en fait d'un domaine bien différent. Bien que souvent appelées algues bleu-vert, ce nom est en réalité un abus de langage car les cyanobactéries sont procaryotes et les algues sont eucaryotes.

Explications

Les cyanobactéries sont également appelées cyanophytes ou cyanophycées dans l'embranchement Cyanobacteriota (ex-Cyanobacteria), dans le domaine des bactéries.

Les cyanobactéries regroupent quelques 2 000 espèces réparties en 150 genres et font partie d'un groupe ancien de micro-organismes et une grande partie de leur diversité morphologique s'est développée il y a plus de 2 à 3 milliards d'années. Ainsi, les cyanobactéries sont l'un des êtres vivants les plus anciens de la planète, avec des fossiles datés d'il y a 3,5 milliards d'années, en Australie occidentale.

En milieu aquatique, les cyanobactéries sont dites planctoniques ou pélagiques si elles prolifèrent en suspension dans la colonne d'eau, ou benthiques si elles sont attachées à un substrat. Dans un aquarium, voir les cyanobactéries d'aquarium (et les solutions en eau douce).

La spiruline, considérée comme l'or bleu des tropiques, est une cyanobactérie.

✅ Une cyanobactérie est un micro-organisme photosynthétique, incorporé durant de nombreuses décennies dans le règne des algues, semblable à une microalgue, mais qui, étant dépourvue de noyau cellulaire doit être considérée comme une bactérie. Aujourd'hui la cyanobactérie appartient bien au règne de la bactérie. L'emploi fréquent, à leur propos, des termes Cyanophycae ou algues bleues, introduit une confusion. Leur couleur bleue-verte est due à la présence du pigment phycocyanine.

Une cyanobactérie choococoïde qualifie des cellules sphériques groupées et entourées d'enveloppes mucilagineuses en surface et qui sont colorées en violacé, pourpre ou jaune brunâtre; par exemple, le genre Chrococcus.

Le cyanosymbiote qualifie spécifiquement le photosymbiote lorsqu'il est une cyanobactérie. On parle alors de cyanotrophie. Voir aussi un carboxysome.

Les cyanobactéries sont apparues sur la Terre primordiale il y a plus de trois milliards d'années et prospèrent toujours dans la plupart des habitats. Ces microbes photosynthétiques ont une plasticité et une variabilité génétiques remarquables et ont développé un arsenal incroyable de voies biochimiques qui exercent des mécanismes de défense et produisent des métabolites qui leur sont propres.

Rôles

Beaucoup d'espèces de cyanobactéries ont la capacité de fixer l'azote atmosphérique, capacité qui n'existe pas chez les plantes et les algues et les rend plus adaptables au milieux pauvres. Les cyanobactéries de petite taille contribuent notablement à la production primaire dans l'océan.

La prolifération des cyanobactéries est souvent stimulée en eau douce et en eau saumâtre par l'eutrophisation. Ce phénomène est indésirable car plusieurs espèces sont toxiques.

En produisant de l'oxygène en tant que gaz comme un sous-produit de la photosynthèse, les cyanobactéries sont pensées pour avoir converti le début de la réduction de l'atmosphère dans un oxydant, qui a radicalement changé la composition des formes de vie sur Terre en stimulant la biodiversité et conduisant à la quasi-extinction de organismes intolérants à l'oxygène.

Selon la théorie endosymbiotique, les chloroplastes trouvés dans les plantes et algues eucaryotes ont évolué à partir d'ancêtres de cyanobactéries par endosymbiose : c'est la théorie de l'endosymbiose selon l'hypothèse de l'origine endosymbiotique.

Espèces

Photo de la cyanobactérie Anabbaena  :

La majorité des cyanobactéries sont photoautotrophes, c'est-à-dire qu'elles utilisent et exploitent l'énergie de la lumière, contrairement aux hétérotrophes (bactéries, protozoaires, zooplancton, mammifères) qui ne peuvent pas produire leur propre matière organique à partir de l'énergie solaire.

Les cyanobactéries prolifèrent généralement en présence d'oxygène, bien qu'elles soient capables de vivre temporairement en son absence (d'où la légende chez les aquariophiles qu'un meilleur brassage, induisant une meilleure oxygénation, provoque la diminution de cyanos).

Elles ne nécessitent que de l'eau, du dioxyde de carbone, des nutriments et de la lumière pour faire la photosynthèse. Toutefois, certaines espèces peuvent survivre à des conditions de noir total durant des périodes dépassant plusieurs semaines, on dit qu'elles entrent en dormance.

Photo de la cyanobactérie Microcystis aeruginosa :

Depuis peu, les cyanobactéries Cyanobacteria sont devenues une sous-classe des bactéries en raison de leur caractère procaryote même si elles continuent à recevoir l'appellation d'algues bleues.

Effets sur la santé humaine

Lorsque les personnes sont exposées aux cyanotoxines, les effets néfastes sur la santé peuvent aller d'une éruption cutanée légère à une maladie grave ou, dans de rares circonstances, à la mort.

Les maladies aiguës causées par une exposition à court terme aux cyanobactéries et aux cyanotoxines pendant les activités récréatives comprennent des symptômes semblables à ceux du rhume des foins, des éruptions cutanées, des troubles respiratoires et gastro-intestinaux.

L'exposition à de l'eau potable contaminée par des concentrations élevées de microcystine et de cylindrospermopsine pourrait causer des dommages au foie et aux reins. Le tableau ci-dessous résume les effets sur la santé causés par les cyanobactéries productrices de toxines les plus courantes.

Effets sur la santé humaine par les cyanotoxines, microcystine, cylindrospermopsine et anatoxine :

Effets sur la santé humaine causés par les cyanobactéries productrices de toxines les plus courantes : cyanotoxines, microcystines, cylindrospermopsines et anatoxines.

Effets sur la vie aquatique

Les efflorescences élevées de biomasse, qu'il s'agisse d'espèces toxiques ou non toxiques, peuvent entraîner de très faibles niveaux d'oxygène dans la colonne d'eau (hypoxie), entraînant des taux de mortalité plus élevés chez les populations locales de poissons, de crustacés, d'invertébrés et de plantes.

Les efflorescences peuvent également affecter la flore et la faune benthiques en raison d'une diminution de la pénétration de la lumière. Les proliférations toxiques de certains genres de cyanobactéries peuvent entraîner l'inhibition d'autres phytoplanctons et la suppression du pâturage du zooplancton, entraînant une réduction des taux de croissance et de reproduction et des changements dans la structure et la composition de la communauté.

Les cyanoHAB peuvent également nuire aux animaux de compagnie, à la faune et au bétail. Les animaux domestiques et autres animaux peuvent être empoisonnés en buvant de l'eau contaminée par des toxines ou en nageant dans des eaux contenant un cyanoHAB.

Plusieurs décès de chiens et de bétail ont été signalés après une exposition à des cyanotoxines dans l'eau. Les symptômes de l'exposition aux HAB chez les animaux de compagnie peuvent inclure une salivation excessive, de la fatigue, des difficultés respiratoires, des vomissements, de la diarrhée et des convulsions. La mort peut survenir quelques heures à quelques jours après l'exposition.

Pigments principaux

Les principaux (voire primordiaux) pigments des cyanobactéries sont des phycobilines : phycoérythrobiline, phycocyanobiline, phycourobiline, phycobiliprotéines (R-phycocyanine, C-phycocyanine et allophycocyanine), etc.

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