Archaea
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2008-07-02T18:56:42Z
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Bot: Lien AdQ pour [[en:Archaea]]
{{Taxobox archaea | Archées |Halobacteria.jpg|''[[Halobacteria|Halobacterium]]'' sp. souche NRC-1, chaque
cellule presque 5 μm en longueur.| ''Archaea'' }}
{{Taxobox taxons archaea |
:[[Crenarchaeota]]
::[[Thermoprotei]]
:[[Euryarchaeota]]
::[[Halobacteria]]
::[[Methanobacteria]]
::[[Methanococci]]
::[[Methanopyri]]
::[[Archeoglobi]]
::[[Thermoplasmata]]
::[[Thermococci]]
:[[Korarchaeota]]
:[[Nanoarchaeum|Nanoarchaeota]] }}
{{Taxobox fin}}
Les '''Archées''' ou '''''Archaea''''' (anciennement archéobactéries, du grec ''archaios'', « ancien » et ''backterion'', « bâton ») sont un groupe majeur de [[procaryote]]s. Elles constituent un [[taxon]] du vivant caractérisé par des cellules sans noyau et se distinguant des [[Eubacteria|eubactéries]] par certains caractères biochimiques, comme la constitution de la membrane cellulaire ou le mécanisme de [[réplication de l'ADN]].
Avant les travaux de [[phylogénie]], les Archaea, qui étaient encore appelées archéobactéries, faisaient partie du règne des monères dans la classification à cinq [[Règne (biologie)|Règnes]] du vivant. Les analyses plus détaillées ont montré que les archées étaient aussi différentes des Bactéries que celles-ci le sont des [[Eucaryote]]s : ces travaux aboutirent à la [[Classification phylogénétique|classification du vivant]] en trois domaines.
Les ''Archaea'' sont extrêmement diversifiées. Certaines sont connues pour leur capacité à vivre dans des conditions extrêmes et occupent des [[niche écologique|niches écologiques]] qu'elles sont souvent seules à occuper (pH proche de 0, température supérieure à 100°C, salinité élevée par exemple), mais il existe beaucoup d’Archées vivant dans des [[biotope]]s plus courants et très variés comme le sol, les lacs, la mer ou l’intestin des animaux. Elles contribueraient jusqu'à 20% du total de la [[biomasse]] <ref>E.F. DeLong & N.R. Pace (2001). Environmental diversity of bacteria and archaea ''Syst. Biol.'' 50: 470-478. </ref>.
== Histoire de la découverte des Archaea ==
Les ''Archaea'' ont été identifiées en 1977 grâce aux travaux de [[biologie moléculaire]] de [[Carl Woese]] (professeur à l'Université de l'Illinois à [[Urbana (Illinois)|Urbana]] aux États-Unis) et George Fox. En étudiant les séquences de l’[[ARN ribosomique|ARN ribosomal]] 16S, ils ont séparé les Archaea des autres Procaryotes <ref>Woese C, Fox G (1977). Phylogenetic structure of the prokaryotic domain: the primary kingdoms. ''Proc Natl Acad Sci'' U S A 74 (11): 5088 – 5090. [http://dx.doi.org/10.1073/pnas.74.11.5088]</ref>. Ces deux groupes étaient dénommés à l’origine Archaéobacteria et Eubacteria. Ces groupes ont ensuite été renommés Archaea et Bacteria pour insister sur le fait qu’ils composent avec les eucaryotes [[Classification phylogénétique|trois domaines]] bien distincts du vivant<ref>Woese, Carl R., Kandler, Otto, Wheelis, Mark L (1990). Towards a natural system of organisms: Proposal for the domains Archaea, Bacteria, and Eucarya. ''Proceedings of the National Academy of Sciences'' 87 (12): 4576 – 4579. </ref>.
== Diversité des Archaea, Habitat ==
===Caractéristiques cellulaires===
[[Image:Colourful Thermophilic Archaebacteria Stain in Midway Geyser Basin.jpg|thumb|right|200px|Archaea vivant dans les geysers de [[Yellowstone]] ]]
Les Archaea sont très diverses, aussi bien d'un point de vue morphologique que physiologique. Ce sont des êtres unicellulaires avec une taille variant entre 0,1 et 15 µm, mais certains se développent pour former des filaments ou des agrégats (filaments jusqu'à 200 µm). Elles peuvent être sphériques ([[cocci|coques]]), spirales, en forme de bâtonnet, rectangulaires...
Elles font preuve d'une grande diversité de modes de reproduction, par fission binaire, bourgeonnement ou fragmentation.
===Métabolisme===
D'un point de vue nutritionnel, elles se répartissent en de très nombreux groupes, depuis les [[Chimioautotrophe|chimiolithoautotrophes]] (tirant leur énergie de gradients chimiques d'origine non biologique) aux [[Organotrophie|organotrophe]]s.
D'un point de vue physiologique, elles peuvent être [[aérobie]]s, [[anaérobie]]s facultatives ou strictement anaérobies.
===Habitat===
Certaines préfèrent des températures moyennes ([[mésophile]]s), beaucoup préfèrent des températures très élevées ([[thermophile|hyperthermophiles]]).<br /> En milieu anaérobie, hypersalin, certaines se développent aussi dans des milieux froids (aquatique et terrestre).
Les archéobactéries se développent souvent dans des niches extrêmes, où les conditions de vie sont très difficiles ou impossibles pour la plupart des autres organismes. Certaines espèces sont hyperthermophiles (trouvées dans des environnements extrêmement chauds), d'autres sont trouvées dans des habitats froids, salins (forte concentration en sel jusqu'à 30%), alcalins ou acides.<br />
''[[Pyrococcus]]'', ''[[Methanopyrus]]'', ''[[Thermococcus]]'', ''[[Sulfolobus]]'', ''Pyrodictium'' sont des Archées hyperthermophiles isolées de sources chaudes, de geysers, de mares bouillantes ou de fluides hydrothermaux au niveau de [[Mont hydrothermal|fumeur]] en mer profonde (les fluides hydrothermaux y émergent des chambres magmatiques à des températures allant de 200 à 350 °C). ''[[Pyrolobus|Pyrolobus fumarii]]'' est capable de se multiplier jusqu'à 113 °C. ''[[Pyrobaculum]]'' provient de réservoirs profonds de pétrole chaud. Les ''[[Sulfolobus]]'' sont acidophiles.
Les membres de l'ordre des [[Halobacteria]]les (''[[Haloferax]]'', ''Halobacterium, Halococcus, Halorubrum, Natrinema, Natronococus''...) vivent dans des milieux à forte concentration en sel (littoral marin, marais salants, [[Mer Morte]], [[Grand Lac Salé]] de l’Utah). Elles ont souvent une pigmentation rouge à jaune à cause des [[caroténoïde]]s et sont responsables de la coloration de certains lacs ([[Lac Magadi]] au Kenya par exemple).
Il existe des Archées mésophiles vivant dans des marais, les eaux usées, le sol, les sédiments (''Methanobacterium, Methanosarcina, Methanogenium''...). Les [[Archéobactérie méthanogène|archéobactéries méthanogènes]] (productrices de méthane) des marais sont responsables des gaz des marais (Poitevin par exemple). Beaucoup d’Archées méthanogènes sont rencontrées dans le tube digestif des ruminants (''Methanomicrobium, Methanosarcina''), des [[termite]]s ou des humains.
===Archées et santé humaine===
Jusqu'à aujourd'hui, il n'y a pas de démonstration claire qu'il existe des archées [[pathogène]]s<ref>Eckburg P, Lepp P, Relman D (2003). "Archaea and their potential role in human disease". ''Infect Immun'' 71 (2): 591-6.</ref>{{,}}<ref>Cavicchioli R, Curmi P, Saunders N, Thomas T (2003). "Pathogenic archaea: do they exist?". ''Bioessays'' 25 (11): 1119-28.</ref>, bien que des relations aient été proposées entre la présence d'archées méthanogènes et de [[Parodontite|maladies parodontales]]<ref>Lepp P, Brinig M, Ouverney C, Palm K, Armitage G, Relman D (2004). "Methanogenic Archaea and human periodontal disease". ''Proc Natl Acad Sci'' U S A 101 (16): 6176-81.</ref>.
Bien qu’un grand nombre d’Archaea ne soient aujourd’hui pas cultivables en laboratoire, de nombreuses espèces peuvent être cultivées en utilisant des milieux de culture adaptés, et en reproduisant au mieux les conditions environnementales de leurs habitats naturels.
== Comparaison entre archaea, bactéries et eucaryotes ==
Les ''Archaea'' sont similaires aux bactéries par beaucoup d’aspects de leur structure cellulaire et de leur [[métabolisme]]. Cependant, les mécanismes et les [[protéine]]s impliquées dans les processus de [[réplication]], de [[Transcription (biologie)|transcription]] et de [[Traduction génétique|traduction]] présentent des traits similaires à ceux rencontrés chez les [[eucaryote]]s. Les particularités des Archées par rapport aux deux autres domaines du vivant (Bactéries et Eucaryotes) sont les suivantes :
* la structure et la chimie des parois cellulaires, atypiques (absence de [[peptidoglycane]] classique chez les bactéries)
* la structure lipidique de leur membrane : les [[lipides]] des archéobactéries consistent en de longues chaînes d'alcool isopréniques attachées au [[glycérol]] par des [[Éther-oxyde|liaisons éther]] - alors que les autres organismes fabriquent les lipides de leurs membranes en assemblant deux chaînes d'acides gras avec une molécule de glycérol par l'intermédiaire d'une [[ester|liaison ester]]
* la présence d'[[ARN polymérase]]s inhabituelles, beaucoup plus complexes que les ARN-polymérases des bactéries, et étonnamment proches de celles des eucaryotes.
* un [[chromosome]] circulaire de type bactérien mais comportant des [[gènes]] en mosaïque similaires à ceux des [[eucaryotes]].
* les protéines intervenant dans les processus de [[réplication]] et de [[réparation de l'ADN]] ressemblent à celles rencontrées chez les eucaryotes<ref>Kelman, Z. (2000) DNA replication in the third domain (of life). ''Curr Protein Pept Sci'' 1: 139-154.</ref>.
* leur [[métabolisme]] (méthanogènes...)
== La position des Archaea dans l'arbre du vivant ==
[[Image:Phylogenetic tree-fr.svg|thumb|right|320px|Arbre phylogénétique basé sur l'analyse comparative des gènes [[Acide ribonucléique ribosomique|ARNr]] montrant la séparation des bactéries, des archaea, et des eucaryotes.]]
Bien qu'on n'en connaisse pas de fossiles, la [[phylogénie]] traditionnelle laisse penser que les Archées existent depuis 3,5 milliards d'années. Mais d'autres analyses phylogénétiques les font apparaître beaucoup plus tard, vers ~850 millions d'années, en même temps que les [[Eucaryotes]].
De petite taille et de forme simple, les procaryotes ont évolué sur de très longues périodes et constituent un groupe
extrêmement varié. Leurs interactions avec l'environnement sont si diverses qu'ils jouent un rôle crucial dans tous les cycles de la [[biosphère]] terrestre.
Ces organismes ont longtemps été regroupés sous le terme générique de ''procaryotes'', avec les [[bactérie]]s. Pour les différencier, les [[microbiologie|microbiologistes]] avaient élaboré un système de comparaison et de classification fondé sur de petites différences visibles au microscope, ainsi que sur des différences physiologiques (capacité à se développer sur un certain milieu par exemple).
Dès qu'il s'est agi d'élucider les relations généalogiques entre les différents procaryotes, les biologistes ont dû se rendre à l'évidence : les différences nutritionnelles et phénotypiques ne permettraient pas de classer correctement les différents organismes. Au cours des années 1970, les biologistes ont pris conscience de l'existence irremplaçable d'information, au cœur même des cellules des êtres vivants, permettant de déterminer la [[phylogénie]], l'[[Acide désoxyribonucléique|ADN]]. Le [[gène]] identifié dans une cellule est le variant d'un gène qui a existé il y a de très nombreuses années. La comparaison gène à gène entre deux organismes permet donc de mesurer le temps écoulé depuis la divergence à partir de l'ancêtre commun.
[[Carl Woese]] a réalisé que l'[[Acide ribonucléique ribosomique|ARN ribosomique]] (ou ARNr, une des molécules contenues dans la cellule) des organismes qu'il étudiait permettait de mettre en évidence l'existence de deux groupes clairement séparés : les bactéries et les archéobactéries. En réalité, Woese s'est également rendu compte que les ARNr des archées étaient en fait aussi différents des ARNr des bactéries que de celui des eucaryotes. Il en a conclu qu'il ne fallait plus uniquement séparer en deux grands groupes le monde du vivant, en fonction de la présence ou de l'absence d'un noyau, mais plutôt en trois domaines primitifs : les bactéries, les archées et les eucaryotes.
Aujourd'hui, de nombreuses études ont confirmé le caractère [[monophylétique]] de ce groupe. Ces microorganismes ressemblent par leur forme aux bactéries, mais d'un point de vue moléculaire, si certains de leurs traits les rapprochent des bactéries, d'autres les rapprochent plutôt des eucaryotes. Il n'est donc pas possible de voir les archées comme étant des ancêtres des bactéries.
== Les grandes divisions chez les Archaea ==
Sur la base de critères uniquement métaboliques, les archées ont été divisées en trois grands groupes :
* les [[Archéobactérie méthanogène|archéobactéries méthanogènes]]
* les [[archéobactéries halophiles]]
* les [[archéobactéries thermophiles]]
La phylogénie, basée sur les comparaisons génétiques, principalement de l'[[ARN ribosomique|ARNr]] 16S (un constituant des ribosomes), a permis de classer les Archaea en deux [[phylum|phyla]] :
* [[Crenarchaeota]],
* [[Euryarchaeota]] ;
la position de deux autres n'est pas élucidée :
* [[Korarchaeota]],
* [[Nanoarchaeota]].
==Notes et références==
{{références}}
==Voir aussi==
* [[Bactéries carrées de Walsby]]
* [[Règne (biologie)|Règnes du vivant]]
* [[Eubactéries]]
* [[Phylogénie]]
* [[Extrémophile]]
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