substances nutritives

substrats carbonés

Comme déjà vu ci-avant, les organismes autotrophes peuvent synthétiser leur propre substance à partir d’une source de carbone minéral pouvant être du gaz carbonique, du HCO_3–, voire du méthane pour les rares d’entre eux qui vivent en milieu anaérobie.

Pour les organismes hétérotrophes, les principaux substrats nutritifs appartiennent aux trois catégories : glucides, protides et lipides.

Les glucides étaient désignés autrefois sous le nom de sucres, en raison de la saveur du plus simple d’entre eux, ou sous le nom d’hydrates de carbone parce qu’ils répondent à la formule générale C_m(H₂O)_n. Par leur abondance dans les tissus végétaux, ce sont les aliments usuels des organismes hétérotrophes.

Ils existent sous forme non hydrolysable (oses, tels que le glucose) ou hydrolysable (osides, tels que l’ami­don, la cellulose et le glycogène).

Les protides, constituants les plus importants de la matière vivante, sont à la base de la matière cytoplas­mique. Ils sont constitués par un assemblage de corps simples : les acides aminés. Un acide aminé est une substance présentant dans sa molécule un ou plusieurs groupements acides COOH et un ou plusieurs grou­pements aminés NH₂ liés au même atome de C :

Les protides se comportent comme des acides ou des bases suivant le pH du milieu dans lequel ils se trou­vent placés. Les fonctions acides et amines peuvent se fixer les unes sur les autres et former des macromo­lécules à longue chaîne dont la masse molaire peut atteindre des valeurs élevées (50 000 et plus). Selon cette masse, on distingue les peptides, les protéines simples et les protéines conjuguées.

Les lipides, simples ou complexes, sont des esters d’acides gras et d’alcools plus ou moins complexes. Ils sont généralement insolubles mais peuvent s’émulsionner dans l’eau. Ils constituent chez les végétaux comme chez les animaux un important matériel de réserve pour couvrir leurs besoins énergétiques.

Dans certaines conditions, les organismes hétérotrophes peuvent s’adapter à la consommation d’autres substrats organiques tels qu’alcools, phénols, aldéhydes, hydrocarbures…

azote, phosphore et oligoéléments

Outre les substances nutritives mentionnées précédemment, la croissance des organismes bactériens (autotrophes ou hétérotrophes) nécessite la présence d’éléments minéraux indispensables, certains à l’état de traces.

L’azote et le phosphore représentent un pourcentage non négligeable de la masse bactérienne. Les valeurs moyennes suivantes peuvent être indiquées :

Leurs rôles sont multiples dans la cellule (structure, métabolisme) mais le phosphore intervient principa­lement dans les mécanismes de stockage ou de libération d’énergie. Cette réserve énergétique se situe dans les liaisons P – P existant dans des molécules particulières : les Adénosine mono-, di- et triphosphates ( AMP, ADP, ATP ).

La libération d’énergie se fait par rupture de la liaison P – P, conduisant ainsi de l’ATP à l’ADP et à l’AMP.

Les oligoéléments proprement dits sont principalement des métaux. Des concentrations de l’ordre du microgramme par litre dans les milieux de croissance sont amplement suffisantes mais indispensables pour répondre aux besoins cellulaires. Ces éléments deviennent rapidement toxiques à des teneurs plus élevées. Ils contrôlent de nombreux phénomènes dans la cellule comme le gradient ionique transmembranaire (Na⁺), ils interviennent aussi pour structurer certaines macromolécules associés à des complexes enzymatiques.

Le besoin en ces éléments est commun à tous les groupes bactériens mais certains sont très spécifiques de telle ou telle famille bactérienne. Ainsi le nickel est spécifiquement lié aux enzymes contrôlant la méthy­lation de l’acétate chez les bactéries méthanogènes et donc indispensable au bon fonctionnement de la fer­mentation méthanique.