Méthanotrophe

Les “ Methanotrophes ” ( étymologiquement : “ se nourrissant de méthane ”) sont des organismes (bactéries primitives) capables de croître et se multiplier en utilisant le méthane comme seule source de carbone et d'énergie.
On ne les a qu’assez récemment identifiées et on ne les connaît probablement que très partiellement.

Sommaire

Caractéristiques

Comme toutes les bactéries, elles ont besoin d’une source de carbone pour vivre. A la différence des bactéries méthanogènes (qui produisent du méthane), elles doivent vivre en condition aérobie ou en contact avec une source d’oxygène car elles doivent oxyder le méthane en utilisant de l’oxygène pour produire des formaldéhydes, qui sont ensuite incorporés dans les composés organiques et/ou transformés.

Celles qui ont été étudiées sont caractérisées par un système de membranes internes au sein de laquelle une oxydoréduction contrôlée du méthane se produit.

Les bactéries méthanotrophes sont plus communes à proximité des sources de méthanes, mais plutôt dans les milieux aérobies.

« Puits » de méthane

Le méthane étant le 3e gaz à effet de serre le plus important en tant que source de réchauffement climatique (23 fois plus puissant que le CO2 sur 100 ans, et bien plus sur 20 ans), ces bactéries intéressent fortement ceux qui étudient le réchauffement de la planète, en tant que « puits naturel biologique de méthane ».
Le puits (non biologique) étant la dégradation chimique du méthane dans l’atmosphère sous l’action du rayonnement solaire et des oxydants atmosphériques.

Habitats

Ils sont encore mal étudiés, mais des bactéries méthanotrophes seraient présentes dans les océans, les vases, les marais et tourbières, le milieu souterrain et les sols, les rizières et les sites d'enfouissement contenant des déchets organiques (source de méthane par fermentation anaérobie).

Recherche prospective

Ces bactéries pourraient possiblement être une source gratuite de décontamination environnementale pour certains toxiques ou produits chimiques perturbant l’environnement, dont le méthane, mais aussi des hydrocarbures chlorés. Pour ces raisons elles intéressent les chercheurs qui étudient les solutions biologiques de décontamination de sols ou d'environnements pollués et/ou émetteurs de méthane.

Elles jouent potentiellement un rôle majeur dans la réduction des émissions de méthane d’environnements tels que des rizières, des décharges, les tourbières et les marécages où la production de méthane est relativement élevé.

Classification

Les méthanotrophes aérobies connus sont regroupés parmi les Proteobacteria et les Verrucomicrobia. Ceux faisant parti des "Proteobacteria" sont à ce jour classés en deux groupes (dits « type I » et « type II » correspondant respectivement aux Methylococcaceae et Methylocystaceae, sur la base de différences observées dans la méthode de fixation du formaldéhyde et dans la structure de leurs membranes. Parmi le type I on distingue encore deux sous groupes, le type Ia (comprenant des organismes majoritairement mésophiles) et le type Ib (qui inclue des bactéries à tendance thermophile). Les méthanotrophes connus appartenant au phylum des "Verrumicrobia" sont des organismes extrêmophiles restreints à quelques environnements aux températures très élevées.

La « méthanotrophie » est un cas particulier de « méthylotrophie », qui utilise des composés à un atome de carbone, moins oxydé que le dioxyde de carbone. La plupart des méthylotrophe peuvent cependant savent aussi utiliser des composés plus complexes à plusieurs atomes de carbone, ce qui les différencie des méthanotrophes qui sont habituellement des utilisateurs plus performants du méthane.

Les études faites dans les environnements marins ont révélé que le méthane pouvait être oxydé en conditions anaérobies par des associations bactériennes (archaea) oxydantes et sulfatoréductrices.

Oxydation anaérobie de méthane

L'oxydation anaérobie de méthane (AOM ou « Anaerobic oxidation of methane » pour les anglosaxons) se produit principalement dans les sédiments marins anoxiques. Le mécanisme exact de l'oxydation du méthane dans des conditions anaérobies est encore un sujet de débat, mais l’explication théorique la plus largement acceptés est que des archéobactéries seraient capables d’inverser la voie métabolique de bio-Méthanisation pour produire du dioxyde de carbone et une autre substance (encore inconnue). Cette inconnue intermédiaire serait ensuite utilisée par des bactéries sulfatoréductrices qui en tirent l’énergie issue de la réduction des sulfates en hydrogène sulfuré.

Les méthanothrophes anaérobie ne sont pas des bactéries liés aux méthanotrophes aérobies aujourd’hui connues ; ces bactéries seraient plutôt à rapprocher des méthanogènes de l'ordre des Méthanosarcinales.

Voir aussi

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Notes et références



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