Méthanogène
Définition
Un micro-organisme méthanogène, au contraire d'un méthanotrophe, produit des quantités substantielles de méthane au cours de son métabolisme. Un méthanogène est une archée anaérobie (archéobactérie) qui réduit le dioxyde de carbone en méthane.
Cette réaction est la méthanogenèse. Les méthanogènes sont donc des producteurs de méthane (CH4).
Methanosarcina rumen est un méthanogène :
Methanosarcina rumen est un méthanogène anaérobie qui se trouve dans des endroits avec peu ou pas d'oxygène. C'est un organisme, une archée (archéobactérie) produisant du méthane qui digère la matière organique en décomposition. On le trouve dans le rumen d'un groupe d'animaux appelés ruminants tels que les bovins et les moutons.
Explications
Les archées méthanogènes sont des microorganismes procaryotes qui vivent dans des environnements strictement anaérobies et qui obtiennent de l'énergie par la production de gaz naturel, le méthane. Grâce à cette caractéristique, ce type d'organisme a une grande importance écologique, puisqu'il intervient dans la dégradation de la matière organique dans la nature et dans le cycle du carbone.
Les méthanogènes sont un groupe phylogénétiquement hétérogène dans lequel le facteur commun qui les unit est la production de méthane et de ses cofacteurs uniques.
Il est ironique que d'une part, les hydrocarbures que nous utilisons comme source d'énergie soient épuisés et, d'autre part, un gaz utile dans le même but soit produit et rejeté dans l'atmosphère à des concentrations potentiellement dangereuses. L'idée d'utiliser des méthanogènes pour produire du méthane n'est pas nouvelle. Il existe déjà des "collecteurs de méthane" qui utilisent le fumier des vaches et des chèvres pour extraire le méthane et l'utiliser comme combustible. Il est courant de trouver des méthanogènes dans les décharges urbaines et dans les purificateurs de boues d'épuration. Il existe donc des systèmes pour capturer le méthane et en tirer parti. Malheureusement, l'utilisation de ces archées s'est avérée plus difficile qu'elle ne l'a semblé, donc plus de recherche est nécessaire.
Dans des conditions anaérobies, le dioxyde de carbone (CO2), substrat de la plupart des méthanogènes, est rarement un facteur limitant, car il est libéré en continu par des réactions de fermentation par des bactéries associées. La plupart des méthanogènes préfèrent une valeur de pH neutre, les exceptions sont, par exemple, Methanocalculus alkaliphilus et Methanosalsum natronophilum, qui se développent de manière optimale dans les alcalins à une valeur de pH de 9,5, et Methanoregula booneii, dont le pH optimal dans des conditions acides est de 5,1. Methanosalsum natronophilum tolère une teneur en sel plus élevée que Methanocalculus alkaliphilus à la même valeur de pH.
Dans de nombreux habitats, les méthanogènes sont des utilisateurs finaux dans la "chaîne alimentaire anaérobie". Dans cette chaîne, les biopolymères tels que les protéines et en particulier les polysaccharides tels que la cellulose sont divisés en monomères (par exemple les acides aminés et les glucides) via des oligomères. Les lipides sont décomposés en leurs composants (par exemple, les acides gras). Ensuite, les bactéries fermentent ces produits de clivage en acides carboxyliques simples (tels que formiate, acétate, propionate, lactate et succinate), aux alcools (tels que l'éthanol, le 2-propanol et le butanol) et à d'autres composés de faible poids moléculaire (H2, CO2 et cétones à chaîne courte).
Les bactéries syntrophiques acétogènes utilisent certains de ces composés et les transforment en acétate et en composés C1. Dans la dernière partie de la chaîne alimentaire anaérobie, la méthanogenèse, ces composés sont utilisés comme source de carbone, de réducteur et d'énergie, libérant du CH4 et surtout du CO2.
Les méthanogènes de l'ordre des Methanosarcinales contiennent des cytochromes, alors que ceux-ci n'ont pas été trouvés dans les autres ordres. En plus des effets physiologiques, cela a également des effets métaboliques spécifiques sur la façon dont les archées méthanogènes métabolisent le dioxyde de carbone et l'hydrogène en méthane.
Synonymes, antonymes
1 synonyme (sens proche) de "méthanogène" :
1 antonyme (sens contraire) :
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