Avant de parler plus en détail des rapports que les microbes ont avec nous, avec notre corps ou avec notre nourriture, il est utile de donner un aperçu aussi simple et aussi abordable que possible de leur nature. Voyons d'abord la place qu'ils occupent au sein du vivant, mais aussi comment ils se reproduisent…
Le nom de microbe - littéralement "petite vie" - est introduit en 1878 par le chirurgien français Charles Sédillot pour désigner tous ces êtres vivants infiniment petits, un mois avant que Pasteur et ses collaborateurs fassent une communication à l'Académie de médecine sur la "théorie des germes" et ses applications à la médecine et à la chirurgie, dans laquelle des êtres vivants microscopiques sont déclarés responsables de maladies. Les microbes sont représentés par diverses formes de vie dont les bactéries, les archéobactéries ou Archaea, certains champignons microscopiques ou mycètes comme la levure, et les protistes tels que les algues vertes et les protozoaires - infusoires, trypanosome ou amibe. Certains microbiologistes incluent les virus mais d'autres - c’est mon cas - ne les considèrent pas comme des êtres vivants.
Avant de parler plus en détail des rapports que les microbes ont avec nous, avec notre corps ou avec notre nourriture, nous donnons un bref aperçu de leur nature. Dans Valériane n°111, nous avons vu la place qu'ils occupent au sein du vivant, quelques-unes de leurs principales caractéristiques et comment ils se reproduisent… Poursuivons cette présentation.
La cellule bactérienne comme celle d’un colibacille contient au milieu de son cytoplasme un chromosome et des plasmides, qui sont constitués de molécules circulaires d’ADN. Nous pouvions donc nous demander si les bactéries, dépourvues de noyaux, pouvaient subir des mutations. Il est aujourd'hui avéré qu'elles peuvent subir des changements plus ou moins ponctuels et aléatoires de l'information génétique d'une de leurs cellules provenant d’erreurs durant la réplication de l’ADN ou de l’exposition à des agents mutagènes. Le taux de mutation varie grandement selon les espèces ou les souches bactériennes, et selon l’agent mutagène. Or ces mutations sont souvent défavorables à la cellule et, même si elles sont récessives, elles s’expriment dans les cellules haploïdes, comme c’est le cas des bactéries. Donc, au bout de plusieurs milliards de divisions cellulaires, avec une accumulation d’erreurs lors de la réplication du génome, les bactéries auraient dû progressivement péricliter. Mais la nature a résolu le problème…
Le monde bactérien s'avère extrêmement vaste et plein de surprises. Les jardiniers connaissent bien le rôle que jouent certaines bactéries pour fixer l'azote dans le sol ou permettre la formation du compost. Mais leur rôle est encore beaucoup plus surprenant, en terme de bio-remédiation notamment ou au fin fond des océans pour faire disparaître les épaves et les polluants innombrables…
Depuis l’avènement de l’ère industrielle, les activités humaines modifient les écosystèmes microbiens. Or l’eau des lacs et des mers bénéficie d’une intense activité des microbes. Ainsi, le phytoplancton - groupe de divers microorganismes dans les océans - constitue-t-il un maillon important de la chaîne alimentaire…
L'action des bactéries dans le sol
Les bactéries, dans les sols, sont aussi abondantes et utiles (voir figure 1). Ainsi, les bactéries du genre Rhizobium produisent-elles une nitrogénase qui catalyse la séquence complète des réactions au cours desquelles la réduction de l'azote atmosphérique (N2) conduit à la formation d'ammoniac (NH3).
De tout temps et de façon empirique, l’être humain a transformé des aliments de base - céréales, lait, fruits, viandes… - en utilisant des micro-organismes - bactéries, levures, champignons. Les aliments issus de ces transformations - yaourts et fromages, pains, vinaigres et vins, bières et hydromel…- constituent une gamme de produits et de savoirs humains d’une étendue impressionnante !
Pasteur, à partir de 1857, étudie les fermentations acétique, alcoolique, butyrique et lactique et démontre qu'il s'agit de processus, non seulement chimiques, mais biologiques puisqu’il isole et cultive les bactéries ou les levures responsables de ces phénomènes. Déjà avant lui, un certain botaniste et médecin allemand, Franz Meyen, découvre en 1837 que la levure de bière, responsable de la fermentation, est constituée de petits organismes vivants unicellulaires qui se reproduisent par bourgeonnement et qu’il appelle Saccharomyces cerevisiæ.
Les recherches actuelles portent sur l'amélioration des techniques de fermentation, la sélection de souches microbiennes à fort potentiel industriel et la découverte et l'exploitation de nouvelles voies biochimiques.
Les liquides en fermentation montrent un dégagement important de gaz provoquant de la mousse, de l'écume et l'aspect d'un liquide en ébullition par transformation de substances végétales ou animales sous l'action de micro-organismes ou, plus exactement, des enzymes qu'ils contiennent. Il existe plusieurs fermentations qui trouvent des applications diverses et notamment en matière d’alimentation.
Voyons, à présent, ce qui nous intéresse certainement le plus : les rapports qu'entretiennent les microbes avec nos organismes. Dans ce cas, les microbes ne sont ni toujours bons ni toujours mauvais. Il faut donc absolument faire la distinction entre les cas où un microbe est sans intérêt particulier, où il est utile et où il est non désirable...
La bactérie Escherichia coli, par exemple, a fait la une des médias, durant tout l’été 2011, avec les égards dus à un tueur en série que sa discrétion rendait particulièrement effrayant. On pouvait croire à une nouvelle venue. Or il n’en est rien puisque E. coli est un hôte normal de l’intestin depuis quelque... cent trente millions d’années ! Elle a colonisé l’intestin de l’homme depuis ses origines, s’est disséminée dans l’eau et a fini par occuper les fioles de laboratoires. On a identifié des milliers de sous-espèces - ou souches - dont, en fait, très peu sont dangereuses. Par exemple, la souche étiquetée O104 - marquant un polysaccharide de surface - : H4 - marquant une protéine flagellaire - a contaminé les graines de fenugrec d’origine égyptienne et distribuées en Allemagne, Suède et France et est responsable de diarrhées sanglantes et syndromes hémolytiques et urémiques ; la souche O157 : H7 a contaminé les steaks hachés dans la région de Lille ; O145 : H28, très rare, est responsable du décès d’une femme à Bordeaux...
