Samedi-sciences (4): le triomphe des bactéries

Les méfaits de la bactérie Escherichia Coli entérohémorragique (ECEH) apparue en mai près de Hambourg, qui a fait une cinquantaine de victimes en Allemagne, viennent rappeler que les antibiotiques sont loin d'avoir éliminé toutes les pathologies microbiennes.

Les méfaits de la bactérie Escherichia Coli entérohémorragique (ECEH) apparue en mai près de Hambourg, qui a fait une cinquantaine de victimes en Allemagne, viennent rappeler que les antibiotiques sont loin d'avoir éliminé toutes les pathologies microbiennes. L'origine de la souche O104:H4 mise en cause dans cette épidémie meurtrière est encore inconnue et sa toxicité mal comprise. Même si le pic épidémique est passé, les médecins et les biologistes ont du pain sur la planche, comme le souligne la revue américaine Science. Les premières recherches montrent que cette bactérie posséde une forte résistance aux antibiotiques (voir notre article ici) et qu'elle doit sa nocivité à une combinaison inédite de gènes (lire notre article ici).

Les bactéries seraient-elles en passe de remporter la guerre microscopique mais vitale qui les oppose aux antibiotiques ? Cette question fait l'objet d'un intéressant ouvrage d'Antoine Andremont et Michel Tibon-Cornillot, Le triomphe des bactéries, la fin des antibiotiques ? (éditions MaxMilo, 2006). Que l'inquiétude des auteurs soit ou non fondée, on peut remarquer que le triomphe des bactéries est avéré depuis une date sensiblement antérieure à celle de l'invention de la pénicilline.

En effet, les plus anciennes formes de vie, qui remontent au moins à 3,5 milliards d'années, et peut-être même à 3,8 milliards d'années, sont des bactéries. Ce sont des êtres unicellulaires qui ne possèdent pas de noyau (contrairement aux cellules qui constituent notre organisme). Les premiers organismes eucaryotes, c'est-à-dire dotés d'un noyau, ne remontent pas à plus de 2 milliards d'années. Les plantes, les animaux et notre propre lignée sont issus des eucaryotes. Ainsi, pendant près de la moitié de l'histoire de la vie sur Terre, les seules formes vivantes ont été des procaryotes, c'est-à-dire des bactéries.

Ces dernières se divisent en deux grands groupes : les Archaea - également appelées archéobactéries - et les eubactéries (« bactéries vraies »). Les Escherichia coli, les salmonelles ou encore les pseudomonas, responsables d'infections nosocomiales, sont toutes des eubactéries. Dès 1670, le savant hollandais Antoni van Leeuwenhoek observe au microscope de petits organismes qu'il nomme animalcula et qui sont en fait des eubactéries.

Antoni van Leeuwenhoek Antoni van Leeuwenhoek

Les Archaea ou archéobactéries, elles, ont été méconnues jusqu'aux travaux de l'Américain Carl Woese, à la fin des années 1970. Woese a démontré que les Archaea constituaient un domaine majeur du vivant et qu'elles étaient capables de vivre dans des milieux extrêmes. Certaines d'entre elles vivent auprès des sources hydrothermales, près du rift océanique, à des milliers de mètres de profondeur, dans une eau qui peut atteindre une température de 250°C ou même davantage ! D'autres ont été découvertes dans des sources chaudes comme celles du parc de Yellowstone. Elles survivent dans les eaux les plus salines ou les plus acides, dans les boues privées d'oxygène des marais, et même dans des nappes de pétrole en profondeur !

Le règne des bactéries s'étend sur toute la planète, y compris ses habitats les plus hostiles, et cela depuis une période considérablement plus ancienne que tout autre groupe végétal ou animal. Non seulement les bactéries étaient là très longtemps avant les mammifères, les oiseaux et les poissons, mais leur diversité est bien plus grande que celle des arthropodes, embranchement qui compte 80% des espèces du règne animal (dont les insectes et les crustacés).

Selon le paléontologue Stephen Jay Gould, les bactéries ont toujours été et restent la forme de vie dominante sur Terre : «Notre planète a toujours été dans l'"âge des bactéries", depuis que les premiers fossiles - des bactéries, bien sûr - furent scellés dans des roches âgées de plus de 3,5 milliards d'années», écrit Gould dans L'Eventail du vivant (Seuil, 1997). Ces roches, les stromatolites, sont formées de feuillets concentriques qui, vus en coupe, ressemblent souvent à des choux. Les feuillets sont des couches de sédiments qui ont été piégés entre des tapis de cellules bactériennes. Lesquelles existaient alors que les premiers animaux multicellulaires, apparus il y a environ 600 millions d'années, n'étaient même pas en projet.

Stromatolite dans la Shark Bay, Australie © Paul Harrison Stromatolite dans la Shark Bay, Australie © Paul Harrison

Non seulement les bactéries nous ont précédé, non seulement elles ont prospéré dans des habitats inaccessibles aux mammifères et à toute autre forme de vie, mais elles conservent une supériorité numérique écrasante et une diversité extrême. Elles possèdent quantité de métabolismes atypiques, à l'instar de celles qui vivent près des sources hydrothermales et puisent leur énergie dans le soufre craché par les «fumeurs noirs». Il y a tout lieu de penser qu'elles nous survivront. Leur extrême résistance et leur diversité les assurent de résister à bon nombre de catastrophes potentielles qui détruiraient probablement l'humanité. L'homme est probablement capable de se détruire à coups d'armes nucléaires ou chimiques, mais les bactéries, selon Gould, «ne seraient guerre affectées par le pire des méfaits que nous pourrions concevoir».

Qui plus est, les bactéries nous sont très utiles. Leur rôle sur la planète ne se limite pas à provoquer occasionnellement des épidémies, loin de là. L'oxygène, qui nous est indispensable, a commencé à s'accumuler dans l'atmosphère il y a deux milliards d'années grâce à l'action de bactéries photosynthétisantes. Et l'organe qui permet aux plantes d'assurer aujourd'hui la photosynthèse a évolué à partir de ces bactéries.

Nous ne pourrions pas nous alimenter sans notre flore intestinale, formée de bactéries, dont la plus connue est Escherichia Coli. Sans les bactéries, les bovins ne pourraient pas ruminer et digérer les herbes qu'ils broutent. L'azote indispensable au développement des plantes est converti par voie chimique sous une forme utilisable, grâce à l'action de bactéries. Ce sont encore les bactéries qui décomposent les déchets biodégradables pour les transformer en éléments nutritifs pour les plantes ; qui réduisent les rejets pétroliers en mer ; qui permettent la fabrication du yaourts et des fromages ; et qui transforment la matière organique morte. Les bactéries sont le grand cimetière de la planète.

Non seulement elles sont indispensables à la vie, mais la technologie contemporaine leur découvre de nouvelles applications, même dans les domaines les plus inattendus. Une microbiologiste espagnole, Rosa Maria Montes, a volontairement «infecté» une fresque de l'église Santos Juanes, à Valence : les bactéries ont digéré 4 siècles de crasse pour restituer les couleurs d'origine (voir l'article de la revue Science ici)

Une chercheuse travaillant sur les fresques de l'Eglise Santos Juanes © Asosiacion RUVID Une chercheuse travaillant sur les fresques de l'Eglise Santos Juanes © Asosiacion RUVID

Si le rôle fondamental des bactéries dans le monde vivant ne nous saute pas aux yeux, c'est peut-être à cause d'un bête problème d'échelle, comme le suggère Stephen Jay Gould : «Les bactéries individuelles sont invisibles à l'œil nu et peuvent avoir une existence ne dépassant pas le temps qu'il me faut pour prendre mon repas ou que mon grand-père mettait pour fumer son cigare du soir. Mais qui sait si une bactérie ne voit pas les corps humains comme des montagnes massives, extrêmement dispersées, réellement éternelles (du moins, d'une durée géologique), adaptées à toutes formes d'exploitation et ne présentant guère de dangers sauf lorsqu'une dose de pénicilline frappe certaines de ses mauvaises congénères ?»

Vu sous cet angle, il est certain qu'avec ou sans antibiotiques, les bactéries nous battent de plusieurs longueurs...

Le Club est l'espace de libre expression des abonnés de Mediapart. Ses contenus n'engagent pas la rédaction.