Biofilm

Définition

Un biofilm est une communauté de microbes qui forme généralement une mince couche visqueuse sur une surface naturelle ou artificielle, essentiellement en milieu aquatique. Cette collection de cellules de micro-organismes, en particulier des bactéries, est attachée à une surface adhésive glucidique. Le biofilm est formé parce que les micro-organismes ont tendance à créer un microenvironnement et leur propre niche écologique.

Du film bactérien (biofilm) avec des staphylocoques :

Le biofilm est un groupe de micro-organismes dans laquelle les cellules se collent les unes aux autres sur une surface.

Explications

Les biofilms consistent en une couche de mucus (un film) dans laquelle des populations uniques ou mixtes de micro-organismes (par exemple des bactéries, des algues, des champignons, des protozoaires) à des concentrations de 10¹² cellules par millilitre de biofilm et des organismes multicellulaires tels que rotifères, Nématodes, acariens ou larves d'insectes qui se nourrissent des micro-organismes sont intégrés.

Ces cellules adhérentes sont souvent noyées dans une matrice auto-produite de la substance polymère extracellulaire. Cette substance polymérique extracellulaire du biofilm, qui est également appelée limon en milieu aquatique (mais toute la vase n'est pas du biofilm), est un polymère composé d'agglomération, généralement extracellulaire, d'ADN, de protéines et de polysaccharides.

⭐ Voir aussi une capsule et le glycocalyx.

✅ Beaucoup de poissons, notamment des poissons vivant au contact du substrat, se nourrissent de biofilm. Par exemple, Pseudolaguvia foveolata, ou le plus connu Otocinclus vittatus. Ces espèces sont plutôt algivores initialement.

Formation et cycle de vie

Les biofilms peuvent se former sur les surfaces vivantes ou non-biotiques et peuvent être répandus dans les milieux naturels, industriels et hospitaliers. Les cellules microbiennes qui croissent dans un biofilm sont physiologiquement distinctes des cellules planctoniques d'un même organisme, qui, par contraste, sont des cellules-simples qui peuvent flotter ou nager dans un milieu liquide.

Les biofilms piègent les nutriments pour la croissance des populations de micro-organismes et aident à empêcher la libération de cellules de la surface dans les systèmes fluides. La surface elle-même est un habitat important pour les micro-organismes en raison de la nutrition peut être absorbé en surface afin que le contenu nutritionnel soit plus élevé que dans la solution. Par conséquent, le nombre et l'activité des microbes à la surface sont généralement plus élevés que dans l'eau.

Histoire

Jusqu'aux années 1980, le mode de croissance avec des biofilms était considéré comme quelque chose d'intéressant et non comme une étude scientifique sérieuse. Cependant, les preuves recueillies plus tard montrent que la formation de biofilms est préférée par les micro-organismes, et que presque toutes les surfaces qui entrent en contact avec des microbes peuvent soutenir la formation de biofilms qui affectent la vie humaine.

Sur cette base, les études sur les biofilms deviennent plus intensives. En dehors des bactéries, d'autres micro-organismes tels que les algues et les levures (champignons unicellulaires) peuvent également former des biofilms, mais les biofilms bactériens sont les plus largement étudiés et cités comme exemples.

Biofilms phototrophes

Les biofilms phototrophes peuvent être mieux décrits comme des communautés microbiennes attachées à une surface et entraînées par l'énergie lumineuse avec un composant de photosynthèse clairement présent. Les micro-organismes phototrophes oxygénés tels que les diatomées benthiques (centriques, pennées, unicellulaires et filamenteuses), les cyanobactéries unicellulaires et filamenteuses et les algues vertes benthiques génèrent de l'énergie et réduisent le dioxyde de carbone, fournissant des substrats organiques et de l'oxygène.

L'activité photosynthétique alimente les processus et les conversions dans la communauté totale des biofilms. Par exemple, les hétérotrophes tirent leurs besoins organiques en C et N des photosynthétisés et des lysats cellulaires excrétés, tandis que la régénération des nutriments est renforcée par les hétérotrophes.

Les micro-organismes produisent des substances polymères extracellulaires qui maintiennent le biofilm ensemble. Les biofilms phototrophes multicouches laminés épais sont généralement appelés tapis microbiens ou tapis phototrophes. La couche supérieure des tapis microbiens est généralement dominée par des phototrophes oxygénés, tels que les cyanobactéries et les diatomées, avec des couches sous-jacentes ou mélangées de phototrophes anoxygéniques, c'est-à-dire des bactéries vertes sulfureuses et les bactéries pourpres sulfureuses, et les bactéries de type Chloroflexia.

Les gradients redox et chimiques verticaux abrupts (∼microns à millimètres) qui s'établissent dans les biofilms et les tapis phototrophes renforcent ces stratifications dans la communauté microbienne.

Des biofilms et des tapis phototrophes se forment sur les surfaces dans divers environnements terrestres et aquatiques. Les plus anciens biofilms phototrophes fossilisés ou structures en forme de tapis remontent à environ 3,5 milliards d'années

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