Les cyanobactéries (Cyanobacteria), également appelées cyanophycées (Cyanophyceae), sont une sous-classe de bactéries (procaryotes). Elles étaient autrefois appelées algues bleues.

Les Cyanobactéries réalisent la photosynthèse oxygénique et peuvent donc transformer l'énergie lumineuse en énergie chimique utilisable par la cellule en fixant le dioxyde de carbone et en libérant du dioxygène.

Certaines Cyanobactéries ont la particularité de pouvoir fixer l'azote.

Elles sont apparues il y a environ 3,5 milliards d'années et seraient à l'origine de l'expansion de la vie sur terre par leur production d'oxygène par photosynthèse.

[modifier] Description

Les cyanobactéries sont des organismes procaryotes autotrophes ne présentant ni noyau véritable, ni plaste, ni reproduction sexuée. Elles possèdent de la chlorophylle et d'autres pigments, d'où leur couleur qui peut varier beaucoup, mais qui est en principe bleu, ce qui explique leur nom.

Au microscope électronique, on peut distinguer deux zones différenciées principalement par leur couleur : le chromoplaste (zone périphérique contenant les thylakoïdes, sortes de sacs écrasés contenant les organites photosynthétiques) et le centroplasma (zone centrale assurant des fonctions semblables à celle d'un noyau, contenant de l'ADN sous formes d'aiguilles). Le chloroplasma, outre la photosynthèse, assure deux autres fonctions : la respiration et la fixation de l'azote chez certaines espèces. Les cyanobactéries sont dépourvues de membrane nucléaire, de mitochondries, de réticulum, de chromosomes et de flagelle.

[modifier] Reproduction

La reproduction des cyanobactéries est assurée par division végétative et par spores, soit unicellulaires (coccospores), soit sous forme de filaments de cyanobactéries (trichomes = hormogonies) ce qui constitue deux principales classes de cyanobactéries : les coccogonophycidées (formes solitaires ou coloniales) et les hormogonophycidées (formes coloniales filamenteuses). Il existe plus de 1500 espèces différentes d'algues bleues réparties dans environ 120 genres.

[modifier] Écologie des cyanobactéries

Les cyanobactéries sont les êtres vivants les plus anciens avec les bactéries, puisqu'on en trouve déjà durant le précambrien (les formes les plus simples), ce qui remonte à 3.5 milliards d'années. Ces espèces ont généré des formations géologiques, les stromatolithes. Grâce à l'activité des cyanobactéries, des roches carbonatées ont pu se former en abondance en piégeant ainsi le gaz carbonique de l'atmosphère primitive, ce qui a pu nous fournir de nombreuses informations quant à la composition de l'atmosphère, donc sur les conditions de vie de l'époque. Elles sont à l'origine de la modification de l'atmosphère terrestre avec l'enrichissement en dioxygène, nécessaire au développement de la vie sur Terre (en particulier pour les espèces qui respirent).

Les cyanophycées peuvent se rencontrer n'importe où et même dans des conditions extrêmes. Elles peuplent ainsi aussi bien les glaces des pôles que les sables des déserts. Elles croissent aussi bien en eau douce qu'en eau salée, soit sous forme planctonique (vivant dans la masse d'eau), soit sous forme benthique (organismes fixés à un substrat immergé), et peuvent se développer particulièrement bien dans des secteurs pollués par les activités humaines (eutrophisation). Ces proliférations (blooms) forment par exemple des fleurs d'eau de couleur particulière qui apparaissent sur un plan d'eau en voie de pollution. On assiste à ces blooms quand l'eau contient de l'azote et du phosphore en excès, conséquence par exemple d'une agriculture trop intensive ou d'une urbanisation. Mais ces « explosions d'algues » ne sont pas forcément sans conséquence, puisque certaines espèces libèrent des endotoxines (notamment lors de la rupture ou de la mort des cellules) qui peuvent être dangereuses pour l'homme et les animaux, affectant principalement la peau et les muqueuses (dermatotoxines), le foie (hépatotoxines) et le système nerveux (neurotoxines). Ces proliférations de surface, diminuant la pénétration de la lumière dans l'eau, nuisent également à d'autres groupes d'algues et limitent les échanges gazeux entre l'atmosphère et l'eau (en outre elles consomment ces gaz) et peuvent ainsi conduire à une asphyxie des animaux aquatiques. Cependant, d'autres espèces (présentes dans le phytoplancton) peuvent être la cause d'un rendement exceptionnel en poissons dans certains étangs.

Les cyanobactéries jouent également un rôle important dans le cycle de l'azote, puisqu'elles ont la capacité de transformer l'azote atmosphérique en ammonium ou en nitrates, substances assimilables par les plantes. En mourant, elles libèrent des sels nutritifs produits par la fixation de l'azote et augmentent ainsi le rendement agricole, tout particulièrement en rizicultures. On les utilise ainsi comme engrais « vert » pour amener un apport d'azote directement assimilable par les plantes.

Elles peuvent également vivre en symbiose, par exemple en tant que constituants algales des lichens (gonidies) associés avec un champignon. Autre effet intéressant, les propriétés thérapeutiques des bains de boue sont dues en majeure partie aux cyanobactéries. Certaines espèces comme la spiruline (Arthrospira platensis) constituent également un très bon complément alimentaire.

[modifier] Relations avec les chloroplastes

Les Chloroplastes que l'on retrouve chez les eucaryotes photosynthétiques, comme les algues et les plantes (c'est-à-dire tous les producteurs primaires) sont issus très probablement de cyanobactéries endosymbiotiques. Cette théorie endosymbiotique est soutenue par diverses similitudes structurelles et génétiques. Des plastes issus d'une endosymbiose primaire qui contiennent de la chlorophylle a et b ont été retrouvés parmi les algues vertes et les plantes ainsi que des plastes qui contiennent de la chlorophylle a et des phycobiliprotéines parmi des algues rouges et des glaucophytes. Ces plastes ont probablement eu une origine commune. D'autres algues ont acquis leurs plastes à partir de ces formes par endosymbiose ou ingestion secondaire (pour la lignée verte : Euglénophytes et Chlorarachniophytes à partir d'une algue verte, et pour la lignée rouge : toutes les algues brunes au sens le plus large du terme - Hétérokontophytes, Cryptophytes, Dinophycées, Haptophytes, etc. - à partir d'une algue rouge).

[modifier] Cyanobactéries en aquarium

En aquariophilie, la présence de cyanobactéries appelées communément « algues encroûtantes » signale un problème au niveau de l'eau. Ces algues apparaissent souvent après que l'aquarium a été laissé sans entretien. Les matières organiques en décomposition favorisent aussi leur développement. Leur mode de reproduction les rendent presque invincibles face à l'utilitaire de nettoyage de l'aquariophile, et quelques fragments suffisent à reformer une croûte épaisse.

[modifier] Causes

Au niveau de l'eau, les causes peuvent être liées à la teneur trop forte en nitrates ou phosphates. L'éclairage peut être aussi mis en cause, tant au niveau de la qualité et de la quantité. Le temps qui doit rester normalement compris entre 10 à 12 heures par jour ne doit pas être dépassé.

[modifier] Indésirables

La prolifération de ces algues est très nocive dans un milieu aquatique aussi clos que l'aquarium. En effet, elles finissent vite par créer un tapis gluant sur les plantes leur empêchant toute activité chlorophyllienne. Ainsi, les plantes affaiblies finissent par mourir et viennent polluer l'eau.

Le sable recouvert par l'algue ne permet plus les mouvements d'eau. L'apport d'oxygène n'est plus assuré, et le sable devient impropre à toute vie microbienne.

[modifier] Solutions

De ces raisons découle la nécessité d'éradiquer l'algue. Pourtant, agir sur un des facteurs n'apporte souvent aucun résultat.

Les nitrates, même peu présents, peuvent être compensés par sa capacité à fixer l'azote. De plus, elle survit dans les eaux peu éclairées.

Ainsi, le mieux est d'attaquer de front tous les points. Un nettoyage de l'aquarium et du filtre suivi de changements d'eau importants sont donc nécessaires en première approche.