Bactéries sulfo-oxydantes - cycle du soufre

[Bernard-J]

Bonjour,
Comme vous le savez déjà, à l'exception des cyanobactéries, la plupart des bactéries ne sont pas très sexy vues au microscope.
Pas seulement à cause de leur petite taille mais surtout à cause d'un manque de diversité morphologique.
Il y a cependant quelques belles exceptions.

Je vous présente aujourd'hui des bactéries sulfo-oxydantes - importantes pour une partie du cycle biologique du soufre.
Elles proviennent d'une source sulfureuse située aux Ponts-de-Martel dans le Jura neuchâtelois (Suisse).
http://www.lesponts-de-martel.ch/index.php?id=16994

En s'approchant de cette source, une puissante odeur d'oeufs pourris (H₂S) nous envahit les narines. Les bactéries sulfo-oxydantes vont utiliser cet H₂S et le transformer en soufre élémentaire (S₀). Cette oxydation va leur procurer l'énergie et les électrons nécessaires à leur métabolisme. L'oxydation peut aussi se poursuivre en transformant le S₀ en sulfate (SO₄^2-).

A la sortie de cette source s'est formé un copieux biofilm gris avec des taches rougâtres. Les filaments gris sont principalement des Thiotrix sp. et les taches rouges contiennent des Allochromatium vinosum (bactéries pourpres sulfo-oxydantes).
Les Thiothrix ont besoin d'oxygène pour oxyder le H₂S mais les Allochromatium sont anaérobies. Ces dernières effectuent par contre une photosynthèse avec un pigment photosynthétique pourpre qui ne supporte pas l'oxygène.

Dans un tel biotope, les zones aérobies et anaérobies peuvent être séparées que de quelques millimètres. Ma prise d'échantillon un peu trop gaillarde explique que j'ai puisé les deux espèces dans le même échantillon.

Allochromatium-Thiothrix.jpg (179.21 Kio) Vu 17455 fois

Le soufre élémentaire est accumulé sous forme de globules dans les cellules, ce qui donne un aspect "psychédélique" à ces bactéries. Ces globules apparaissent dans différentes couleurs, surtout en CP, mais aussi en fond clair. Pour investiguer cet aspect, j'ai observé du soufre colloïdal, les particules du soufre en poudre étant trop grosses et non colorées.

La fabrication du soufre colloïdal est simple, il suffit d'ajouter quelques gouttes d'acide chlorhydrique à une solution de thiosulfate de sodium. Un précipité laiteux de soufre colloïdal se forme immédiatement. L'observation microscopique montre des globules colorés et très similaires à ceux accumulés par les bactéries.

soufre colloidal.jpg (133.65 Kio) Vu 17453 fois

Soufre élémentaire oui, mais l'agencement des molécules, c'est-à-dire la structure allotropique du soufre dans ces globules fait débat. Les variations de couleurs sont-elles produites par des variations de la diffraction de la lumière sur la surface des globules ou par un artefact du microscope ? Il existe probablement sur ce forum des experts qui pourront donner leur lumière sur ce sujet.

Voilà, j'espère n'avoir pas été ennuyeux et vous donne déjà rendez-vous pour la vidéo que je vais préparer sur ces bactéries... elles sont encore plus sexy en mouvement...

[JDenozi]

Très intérressant !
Très bon rendu aussi.
J'ai particiculièrement aimé la comparaison entre les particules de soufres en supsensions pour les comparés à ceux contenu dans les cyano-bactéries. ( Les couleurs différentes sont peur être due aux différents états d'oxydation du souffre dans la cellule ?).

J'attend avec impatience votre film !


Edit: correction orthographe

[Bernard-J]

Merci beaucoup pour vos commentaires encourageants et bienvenue sur ce forum !

Pour info, ces bactéries sulfo-oxydantes ne sont pas des cyanobactéries. Les bactéries pourpres sulfureuses (e.g., Allochromatium) effectuent bien une photosynthèse, mais ne produisent pas d'oxygène comme les cyanobactéries.
Ah, et l'élément soufre ne prend qu'un seul f - sinon c'est de la douleur...

Le film a du retard mais il viendra... promis...

Pourriez-vous faire un passage à la case "présentation" du forum, Ce serait sympa et aussi bienvenu.

[6le20]

Bravo Bernard !

ce sujet tombe à pic, car j'ai le projet d'aller prochainement revisiter les sources soufrées des Pyrénées-Orientales et je comptais bien en examiner les habitants. Grâce à toi, je sais maintenant ce qu'il me faut rechercher.

[Bernard-J]

Merci Sylvain, parfait !
L'idéal serait de prendre plusieurs petits flacons pour les prélèvements et une pincette (brucelles) afin de pouvoir arracher les filaments qui sont collés sur le fond, sur les pierres. De même qu'une seringue afin de pouvoir prélever délicatement à différentes profondeurs. En effet, les strates contenant de l'oxygène sont souvent séparées des couches anoxygéniques seulement par quelques mm. Prendre aussi du sédiment s'il y en a.

[Gérard-Breton]

Bonjour Bernard, tous,

J'ai, dans le port du Havre, la cousine de tes bactéries sulfuro-oxydantes, dont j'ai déjà parlé ici http://www.lenaturaliste.net/forum/view ... 54&t=12414,
Havrella mirabilis, alis Beggiatoa mirabilis.

La première photo du topic ci-dessus, que je reproduis ici, montre clairement que les grains de soufre contenus dans le cytoplasme de cette bactérie ont une structure fibro-radiée, à cause de la croix noire en lumière polarisée-analysée. Cela répond en partie une question que tu posais.

grains de soufre cytoplasmique en lumière polarisée-analysée

LL-880-Havrella-mirab-FormeIII-190113-EdMf-63x-LP2-Croix-noire1.jpg (48.26 Kio) Vu 16996 fois

J'avais essayé de poster il y a un mois ou deux une vidéo via Dailymotion, je la reposte pour voir si le bug qui empêchait de lire cette vidéo dans Le Naturaliste a été corrigé. On y voit les mouvements longitudinaux et les mouvements de rotation du filament. Lorsque l'on se trouve en coupe optique, il est clair que le cytoplasme est périphérique car il y a au centre de la cellule une grande vacuole.



Ben non, ça ne marche toujours pas. Il va vous falloir aller su Dailymotion !

Bonne soirée à tous

Gérard Breton

[Bernard-J]

Merci Gérard,
Je n'avais pas pensé à ce test avec mon échantillon provenant de la source sulfureuse.
Mais je viens d'essayer avec les granules de soufre colloïdal et c'est idem et très joli :

soufre_coloidal-fond-clair.jpg (131.11 Kio) Vu 16927 fois

soufre_coloidal-pol.jpg (125.27 Kio) Vu 16907 fois

[Bernard-J]

Merci, merci !
Dans quelque jours, il y aura la vidéo, elle est déjà en bonne voie.

[Bernard-J]

Bonjour,
Comme promis depuis quelque temps, voici la vidéo concernant ces bactéries étonnantes et très photogéniques.
Visitez le site de la commune ci-dessous, vous y trouverez un document pdf sur l'origine de ces sources (oui, il y a encore une source d'eau ferrugineuse qui fera l'objet d'une prochaine vidéo) et également un autre pdf sur une étude micropaléontologique des dépôts lacustres tardiglaciaires et postglaciaires de cette région.
http://www.lesponts-de-martel.ch/index.php?id=16994


Sur Youtube, vous pouvez choisir la définition - la roue en-bas à droite. Normalement. elle se définit automatiquement selon votre PC (souvent 720p). Cette vidéo est en Full HD (1080p) . Donc, si vous en avez la possibilité, par ex. une TV Full HD, il vaut la peine de télécharger la vidéo haute définition sur une clef USB et de la visionner sur votre TV.
De plus, vous pouvez aussi changer la vitesse de visionnement avec les paramètres de Youtube.

[kissana]

Comme vous le savez déjà, à l'exception des cyanobactéries, la plupart des bactéries ne sont pas très sexy vues au microscope.
Pas seulement à cause de leur petite taille mais surtout à cause d'un manque de diversité morphologique.





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