Par A.P. Mentzer Mis à jour le 30 août 2022
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Bien qu’elles soient souvent associées aux maladies, les bactéries sont indispensables aux écosystèmes. En consommant et en transformant des molécules organiques et inorganiques, ils libèrent les nutriments des matières mortes, digèrent les aliments dans les intestins des animaux, fixent l'azote atmosphérique en ammoniac, fournissent aux plantes des éléments essentiels et oxygènent même l'air. Deux facteurs clés régissent la nutrition bactérienne :leur capacité à synthétiser leur propre nourriture (autotrophie) ou leur dépendance à l'égard de molécules organiques externes (hétérotrophie), et la source d'énergie qui alimente leurs réactions métaboliques.
Les autotrophes fabriquent leurs propres composés organiques à partir du dioxyde de carbone, tandis que les hétérotrophes doivent ingérer des matières organiques préformées telles que le glucose. Les deux stratégies s'appuient sur la lumière ou sur l'énergie chimique pour piloter les voies biochimiques nécessaires.
Les phototrophes exploitent la lumière du soleil. Les photohétérotrophes utilisent la lumière pour produire de l’énergie mais ont toujours besoin de molécules organiques comme source de carbone. Les photoautotrophes, comme les cyanobactéries, convertissent la lumière du soleil et le CO₂ en glucides grâce à la photosynthèse, jouant un rôle essentiel dans la production d'oxygène et la production primaire dans les environnements aquatiques.
Les chimiotrophes obtiennent de l'énergie à partir de réactions redox impliquant des composés inorganiques. Les chimiohétérotrophes consomment des substrats organiques ou inorganiques pour l'énergie et le carbone, tandis que les chimioautotrophes génèrent des glucides à partir du CO₂ en utilisant de l'énergie chimique, un processus connu sous le nom de chimiosynthèse. Cette voie entretient la vie dans des habitats où la lumière du soleil est absente, comme les évents sous-marins.
Les cellules bactériennes sont délimitées par une enveloppe cellulaire comprenant une membrane cytoplasmique interne et une paroi cellulaire externe rigide qui leur confère leur forme. Contrairement aux eucaryotes, ils sont dépourvus d’organites et de noyaux liés à la membrane, ce qui empêche l’endocytose et la phagocytose. L'acquisition de nutriments est médiée par la diffusion passive, la diffusion facilitée à travers les protéines membranaires et le transport actif qui consomme l'ATP pour déplacer les molécules contre des gradients de concentration. De nombreuses bactéries sécrètent des enzymes à l'extérieur de la cellule pour pré-dégrader les substrats complexes, permettant ainsi une absorption efficace des petites molécules résultantes.