Cette étude révèle les applications pratiques des zones humides à travers l’analyse éco-bactériologique et enzymatique des sites Ramsar d’Oran et de Bechar. Découvrez comment ces processus biogéochimiques peuvent transformer notre compréhension des écosystèmes aquatiques et leur gestion durable.
Les mécanismes biogéochimiques dans les milieux humides :
Les processus biogéochimiques participent à la transformation et la dégradation des composés introduits par les eaux dans les milieux humides. En période d’engorgement, les microorganismes (bactéries, champignons…) présents dans les sols saturés en eau et dépourvus d’oxygène mettent en place des processus d’oxydoréduction qui leur permettent de respirer : ils utilisent successivement plusieurs composés contenant de l’oxygène (nitrates, oxyde de fer, sulfate…), présents dans la matière organique, qui sont alors réduits. Suite à ce changement d’état, ces composés sont assimilables par les animaux et les organes souterrains des végétaux (racines…).
Ces processus interviennent dans différents cycles de la matière. Les plus étudiés sont ceux de carbone, de l’azote et du phosphore. Par exemple, les milieux humides contribuent à réguler l’azote en général et les nitrates en particulier. Dans les sols gorgés d’eau, des bactéries décomposent les nitrates pour en prélever l’oxygène pour leur respiration, libérant l’azote sous forme atmosphérique. Ce phénomène peut avoir un impact considérable, en éliminant jusqu’à 400 kilos d’azote par hectare et par an (Barnaud et Fustec, 2007)
L’autoépuration :
L’eau de mer, de rivières, ou de lac est riche en espèces animales et végétales qui ont pour rôle de transformer et éliminer naturellement, en totalité ou en partie, les polluants aux quelles elle sert d’exutoire. C’est le processus d’autoépuration grâce à un ensemble de phénomènes de filtrations et d’oxydations combinées à l’action des organismes (bactéries, protozoaires, insectes et plants…) vivants dans le milieu aquatique et sur les berges, l’eau assure le maintient de la qualité et préserve l’équilibre de l’écosystème.
La pollution biologique peut être atténuée par processus naturel d’autoépuration : destruction des germes pathogènes par l’oxygène dissous dans l’eau par l’action bactéricides des ultraviolets solaires, par la concurrence vitales des micro-organismes saprophytes et bactériophages.
L’autoépuration est nette dans les rivières à grand débit (par dilution).Mais il arrive que cette autoépuration ait ses limites si le niveau de pollution atteint un seuil critique, à ce moment là l’eau n’est plus capable à s’auto-épurer c’est-à-dire d’éliminer les agents polluants (Bahi, 2012)
La microflore bactérienne aquatique
Généralité
Les eaux naturelles comme les eaux marines (océans) ou les eaux douces (lacs, mares, étangs, rivières, etc.) sont des habitats microbiens très importants. Les matières organiques en solution et les minéraux dissous permettent le développement des bactéries. Les bactéries participent dans ces milieux à l’autoépuration des eaux. Elles sont aussi la proie des protozoaires.
Les bactéries composant le plancton des milieux aquatiques sont appelées le bactérioplancton dans ces écosystèmes aquatiques, les organismes les plus nombreux sont les microorganismes, les bactéries forment la composante majoritaire. Leur rôle est fondamental dans l’équilibre écologique des milieux aquatiques, principalement par la régulation des cycles biogéochimique et énergétique (Bianchi et al, 1989).
Les espèces prédominantes appartiennent aux genres suivants : Pseudomonas, Vibrio, Spirillum, Achromobacter, Flavobacterium, Bacillus.etc. (Zobell, 1946 ; Bertrand et Larsen, 1989 ; Leclerc et al, 1994).
On trouve parmi les bactéries aquatiques les Pseudomonas.sp, Pseudomonas.sylinga, Bacillus.Cereus, Staphylococcus.warneri, Plantibacterflavus (Lepage, 2005)
A côté de cette flore autochtone il ya, une flore accidentelle se rencontre dans les milieux aquatique le long des côtes, des baies ou d’estuaires et à proximité des villes introduites soit par ruissellement ou par les égouts domestiques. Les principales espèces rencontrées sont d’origines fécales appartenant au groupe des entérobactéries telles que : les coliformes, les salmonelles et les streptocoques (Bellan et Peres, 1974)
Nomenclature et taxonomie des familles bactériennes :
Il n’existe pas de classification officielle des bactéries et la classification « la plus officielle » est celle adoptée par la majorité des bactériologistes. En revanche, il existe des règles gouvernant la nomenclature bactérienne et dont le respect conduit au concept de « nomenclature correcte ». (violet, 2013)
Le Code de Nomenclature reconnaît les groupes taxonomiques suivants : classe (classis), sous-classe (subclassis), ordre (ordo; abréviation ord.), sous-ordre (subordo; abréviation subord.), famille (familia; abréviation fam.), sous-famille (subfamilia; abréviation subfam.), tribu (tribus), sous-tribu (subtribus), genre (genus; abréviation gen.), sous-genre (subgenus; abréviation subgen.), espèce (species; abréviation sp.), sous-espèce (subspecies; abréviation subsp.) (violet, 2013)
D’après J.P. Euzéby, le Bergey’s Manual 2002 et le NCBI Taxonomy Browser :
Le classement des différents taxons connus repose donc sur les techniques analytiques utilisées :
- biochimiques (classification en biotypes ou biovars)
- antigéniques (classification en sérotypes ou sérovars)
- pathogéniques (classification en pathotypes ou pathovars)
- enzymatiques (classification en zymotypes ou zymovars)
- de sensibilité aux antibiotiques (classification en antibiotypes)
- de sensibilité aux bactériophages (classification en lysotypes ou lysovars)
- moléculaires : identification de l’ADN par ribotypie, hybridation ADN-ADN, hybridation ADN-ARN, séquençage de l’ARN ribosomique, etc.
Les bactéries peuvent aussi être classées selon :
- la coloration de Gram
- la morphologie
- la mobilité
- la capacité à sporuler
- la température de croissance
- les besoins nutritionnels
- le mode respiratoire
- la capacité de photosynthèse
- L’utilisation des différentes sources de carbone ou d’azote
- le G+C% du génome.
Classement des familles selon les caractères morphologiques et biochimiques (violet, 2013) :
Selon les caractères morphologiques et biochimiques de base on peut classer les bactéries en 10 groupes essentiels voir Tableau et Figure 07:
- Coques gram (+) aérobies catalase (+) : Staphylococcaceae, Micrococcaceae
- Coques gram (+) aérobies catalase (-) : Streptococcaceae, Leuconostocaceae, Lactobacillaceae, Enterococcaceae
- Coques gram (-) aérobies oxydase (+) : Neisseriaceae, Moraxellaceae
- Bacilles gram (+), aérobies, catalase (+) : Bacillaceae, Listeriaceae
- Bacilles gram (+), aérobies, catalase (-):Lactobacillaceae,
- Bacilles gram (+) anaérobies stricts: Clostridiaceae, Bacteroidaceae
- Bacilles acido-alcoolo-resistants: Mycobacteriaceae
- Bacilles gram (-), aérobies, non exigeants, oxydase (-), fermentatifs : Enterobacteriaceae,
- Bacilles gram (-), aérobies, non exigeants, oxydase (+), fermentatifs : Vibrionaceae, Aeromonadaceae
- Bacilles gram (-), aérobies, non exigeants, oxydase (+/-), non fermentatifs : Pseudomonadaceae, Burkholderiaceae, Alcaligenaceae, Flavobacteriaceae, Moraxellaceae Xanthomonadaceae, Campylobacteraceae
Tableau 2 : Classification des coques gram(-) et(+)(violet, 2013)
| N | Caractères morphologiques et biochimiques | Familles | Genres | Espèces |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Coques gram (+) aérobies catalase (+) | Staphylococcaceae | Staphylococcus | arlettae, aureus, auricularis, capitis, caprae, epidermidis, saprophyticus |
| Micrococcaceae | Micrococcus | antarcticus, luteus, lylae, roseus | ||
| 2 | Coques gram (+) aérobies catalase (-) | Streptococcaceae | Lactococcus | garvieae, lactis, piscium, plantarum, raffinolactis … |
| Streptococcus | agalactiae, anginosus, bovis, entericus, equinus, intermedius, mileri, mitis, mutans, oligofermentans, pneumoniae, pyogenes, salivarius, sanguinis, thermophilus, viridans… | |||
| Leuconostocaceae | Leuconostoc | lactis, mesenteroides, pseudomesenteroides | ||
| Oenococcus | oeni | |||
| Enterococcaceae | Enterococcus | asini, dispar, durans, faecalis, faecium, flavescens, gallinarum | ||
| 3 | Coques gram (-) aérobies oxydase (+) | Neisseriaceae | Neisseria | gonorrhoeae, meningitidis, mucosa, sicca, subflava |
| Moraxellaceae | Moraxella | atlantae, bovis, canis, caprae, equi, osloensis | ||
| Acinetobacter | baumannii, baylyi, bouvetii, calcoaceticus, lwoffii | |||
| Branhamella | catarrhalis, caviae, cuniculi, ovis |
Tableau 3: Classification des bacilles gram(-) (violet, 2013)
| N | Caractères morphologiques et biochimiques | Familles | Genres | Espèces |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Bacilles gram (-), aérobies, non exigeants, oxydase (-), fermentatifs | Enterobacteriaceae | Citrobacter | diversus, amalonaticus, gillenii, freundii |
| Edwardsiella | hoshinae, tarda | |||
| Enterobacter | aerogenes, cloacae | |||
| Erwinia | chrysantum, carotovora | |||
| Escherichia | coli | |||
| Hafnia | alvei | |||
| Klebsiella | oxytoca, pneumoniae | |||
| Morganella | morganii | |||
| Pantoea | agglomerans | |||
| Plesiomonas | shigelloides | |||
| Proteus | mirabilis, vulgaris | |||
| Providencia | alcalifaciens, rettgeri, stuartii | |||
| Salmonella | bongori, choleraesuis, enterica… | |||
| Serratia | liquefaciens, marcescens | |||
| Shigella | Boydii, dysenteriae, flexneri, sonnei | |||
| Yersinia | enterocolitica, pestis, pseudotuberculosis | |||
| 2 | Bacilles gram (-), aérobies, non exigeants, oxydase (+), fermentatifs | Vibrionaceae | Vibrio | alginolyticus, parahaemolyticus, cholerae |
| Aeromonadaceae | Aeromonas | hydrophila | ||
| 3 | Bacilles gram (-), aérobies, non exigeants, oxydase (+/-), non fermentatifs | Pseudomonadaceae | Pseudomonas | Aeruginosa, fluorescens, mendocina, putida, stutzeri |
| Burkholderiaceae | Burkholderia | cepacia, pseudomallei, mallei | ||
| Ralstonia | pickettii | |||
| Alcaligenaceae | Alcaligenes | defragrans, faecalis | ||
| Flavobacteriaceae | Flavobacterium | sp | ||
| Moraxellaceae | Acinetobacter | baumannii, baylyi, bouvetii, calcoaceticus.. | ||
| Xanthomonadaceae | Stenotrophomonas | africana, maltophilia, rhizophila | ||
| Xanthomonas | albilineans, arboricola | |||
| Campylobacteraceae | Campylobacter | jejuni |
Tableau 4 : Classification des bacilles gram(+) (violet, 2013)
| N | Caractères morphologiques et biochimiques | Familles | Genres | Espèces |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Bacilles gram (+), aérobies, catalase (+) | Bacillaceae | Bacillus | cereus, anthracis, thuringiensis, coagulans, licheniformis, megaterium, subtilis … |
| Listeriaceae | Listeria | innocua, ivanovii, monocytogenes … | ||
| Brochothrix | thermosphacta | |||
| 2 | Bacilles gram (+), aérobies, catalase (-) | Lactobacillaceae | Lactobacillus | acidophilus, bifermentans, brevis, casei, delbrueckii, helveticus, kefiri, plantarum, rhamnosus, sakei, salivarius |
| 3 | Bacilles gram (+) anaérobies stricts | Clostridiaceae | Clostridium | aceticum, bifermentans, botulinum, butyricum, tetani, perfringens, putrefaciens, sporogenes |
| Bacteroidaceae | Bacteroides | fragilis | ||
| 4 | Bacilles acido-alcoolo-resistants | Mycobacteriaceae | Mycobacterium | Avium, tuberculosis, bovis |
Bacteries
Bacilles Coques
Gram positives
Gram négatives
Gram positives
Gram négatives
Aérobie catalase –
Aérobie catalase +
Aérobie oxydase – fermentatif
Aérobie catalase +
Aérobie catalase +
Aérobie oxydase +
Bacillaceae
Listeriaceae Lactobacilaceae
Anaérobies strictes
Clostridiaceae Bacteroidaceae
Bacilles acido- alcoolo-resistants
Mycobacteriaceae
Enterobacteriaceae
Aérobie oxydase + non fermentatif
Vibrionaceae Aeromonadaceae
Aérobie oxydase + /- non fermentatif
Pseudomonaceae Burkholderiaceae Alcaligenaceae Flavobacteriaceae Moraxellaceae Xanthomonadaceae Campylobacteraceae
Staphylococaceae
Micrococaceae
Streptococcaceae
Leuconostocaceae Enterococcaceae
Neisseriaceae Moraxellaceae
Figure 07: Classification des principales familles bactériennes sur la base des caractères morphologiques et biochimiques selon Violet, 2013
La survie des bactéries en aquatique :
L’existence des bactéries dans l’environnement prend divers formes selon les conditions écologiques tel le microclimat et certains facteur physico-chimiques (T°,humidité, pression osmotiques, les élément nutritif, PH..) et dans une biocénose aquatique qui forme un habitat si particulier pour la survie bactérienne les germes ne pourront se croitre qu’à la présence des refuges qui les abritent en formant des biofilm sur les supports rencontrés ou en adhésion avec d’autres particules en fluctuation (forme adsorbé avec les MES matière en suspension) formant ainsi des systèmes phytoplanctonique ou bien absorbé par des protozoaires, métazoaires ou autres organismes filtreurs qui sert à des vecteurs passifs ou actifs et réservoir de nombreuses bactéries (Lucas, 2011).
Les microbes libres :
Cette forme est peu favorable et n’autorise pratiquement aucune forme de croissance. La survie ne peut que modestement se prolonger. Elle place la cellule en situation de carence car les germes n’ayant rencontré aucun support, aucun refuge, restent libres mais vulnérables.
Ils représentent une minorité en péril et sont incapables de reproduction et par conséquent appelés à disparaître (Brisou et Denis, 1978)
Les formes de résistance :
Certaines bactéries vivent dans un habitat relativement stable qui n’est pas soumis à des modifications physico-chimiques profondes, tel est le cas des bactéries pathogènes, parasites ou saprophytes de l’organisme hôte. D’autres organismes au contraire doivent s’adapter à des habitats contrastés et survivre dans un milieu hostile à des variations de température, de PH et à des carences nutritionnelles. Les bactéries doivent s’adapter pour survivre :
- Les spores sont l’une des formes de résistance et d’évolution que prennent certaines bactéries pour survivre dans des conditions hostiles et attendre des conditions plus propices afin qu’elles puissent germer et donner de nouvelles cellules végétatives identiques aux cellules originelles (Brisou et Denis, 1978 ; Leclerc et al, 1995).
- Les formes L représentent des états par lesquels toutes les bactéries peuvent passer à un moment de leur existence. Ce sont en fait des « façons d’être », des instantanés de la vie microbienne, fonctions de l’environnement. Des Salmonella, des Escherichia, prennent par exemple des formes inhabituelles de serpents, de poires, dès qu’elles séjournent dans une eau légèrement enrichie en matière organique. Le passage des bactéries à ces états de résistance, à été retrouvé dans les eaux d’égouts et de rivières et chez les mollusques. Ils restent le plus souvent inaperçus faute de mise en œuvre des techniques appropriées (Brisou et Denis, 1978).
Les microbes adsorbés :
L’adsorption d’une particule correspond à la fixation sur une autre sans intervention d’une réaction d’ordre chimique. Même si l’épaisseur de la couche adsorbée ne dépasse pas la dimension d’une molécule, l’adsorption constitue un état très favorable pour la survie bactérienne.
En effet, les matériaux favorables à la survie des bactéries, sont rassemblés aux doses maximales à la surface des particules adsorbantes ; ce qui permet aux microorganismes de trouver des conditions de survie acceptables.
Les particules adsorbantes, sont représentées par les matières en suspension (MES), et qui comprennent dans ce cas :
- le plancton représenté par le phytoplancton et le zooplancton;
- le tripton, qui regroupe les organismes morts, les détritus et des substances colloïdales. (Brisou et Denis, 1978)
Les microbes absorbés :
Vecteur passif en cas de simple adsorption, le plancton (protozoaires, zooplancton, métazoaires et organismes filtreurs la carpe argentée par exemple qui, en filtrant l’eau, absorbe de nombreuses bactéries entourant des particules en suspension) devient vecteur actif, conservateur, protecteur, véhicule de micro-organismes s’il les absorbe. Ces organismes jouent alors le rôle de réservoirs et de vecteurs de nombreux agents pathogènes pour l’homme et les animaux (Brisou et Denis, 1978).