Qu’est-ce qu’une colonie de bactéries ?

Les images dorées des feuilles de l’automne encore dans la tête, Zoé sourit en mangeant son dessert[1].La nuit est tombée, son cousin est reparti avec ses parents, et toute la famille finit son dîner avant d’aller au lit.

– C’était vraiment bien la balade en forêt ! On y retourne demain ?
– Ben non Zoé ! Demain c’est l’école …
– Ah, zut ! Tiens, j’aurais pu ramasser des feuilles pour les montrer.
– Tu pourras présenter les photos. C’est mieux que rien. D’ailleurs ma sœur m’a envoyé la photo des bactéries. Demain, on pourra aller ensemble sur internet pour chercher ce que c’est. Tu la montreras à ta classe aussi, non ? Et expliquer ce que tu as appris.

Crédit : Prof. Ben-Jacob’s lab, Tel-Aviv University, Israel

Le lendemain, une recherche par images permet à Zoé et Myriam de retrouver le nom de la bête : Paenibacillus dendritiformis, une bactérie découverte dans les années 90.

Vu sur https://www.schoolmouv.fr/

Pas vraiment avancées pour autant, elles ont néanmoins accès à beaucoup d’informations ainsi que beaucoup de photos et Myriam essaie de répondre à toutes les questions de Zoé.
– C’est quoi une bactérie de toute façon ?
– Un organisme vivant. Regarde ici, ils expliquent que ce sont des organismes très simples. Et petits. Pas plus de deux micromètres.
– Ca veut dire quoi simple ?
– Alors, très souvent elles ne sont constituées que d’une seule cellule, très simple elle aussi. La cellule d’une bactérie ne contient pas de noyau pour protéger l‘information génétique (on a aussi parlé de l’information génétique dans ce billet).

On voit ici le chromosome (c’est ce qui porte les gènes, constitué d’ADN et de protéines) qui peut se déplacer librement dans la cellule !
Mais fais attention à l’échelle. Ce dessin représente en fait une cellule d’un micromètre de long à peu près.
– Un micromètre ! Et la photo de la bactérie bleue, elle a été agrandie ?
– Il s’agit d’une colonie de bactéries, il n’y en a pas qu’une seule. Tu as raison, les bactéries c’est trop petit pour être visible à l’œil nu. Il nous faut des microscopes, des espèces de loupes qui permettent de voir jusqu’aux milli-micromètres.
– La photo c’est donc plusieurs bactéries ?
– Oui, c’est une colonie, un ensemble de bactéries. Celle de la photo fait 6 cm de diamètre. Plutôt grand non ? Il doit y avoir beaucoup de bactéries dedans.
– 6 cm ? Et une bactérie c’est combien de cm ?
– 0,1 micromètre, ça fait 0.0000001cm. (Un cm fait 0,01 mètre).

Zoé écrit sur du papier et calcule :
– 100 000 bactéries.
– Le long du diamètre seulement ! Il doit y en avoir des millions dans la boîte.
– J’ai du mal à imaginer.
– Moi aussi !

Paenibacillus Dendritiformis Crédit : Prof. Ben-Jacob’s lab, Tel-Aviv University, Israel

– Et la couleur bleue ? Cette photo montre la même colonie mais en jaune. Pourquoi ?
– Ce ne sont pas leurs vraies couleurs. Je crois que les gens qui ont pris la photo ont modifié les couleurs pour que ce soit plus facile à interpréter. Plus la couleur est sombre, plus il y a de bactéries. Tu vois, sur ce site (https://microbewiki.kenyon.edu/index.php/Patterns_of_Bacterial_Growth), ils expliquent que cela provient d’un laboratoire. C’est en anglais. Je vais traduire.
Les chercheurs placent quelques bactéries au centre de cette boite. C’est une boîte cylindrique transparente pour pouvoir observer les bactéries. Et les bactéries se multiplient jusqu’à former ces dessins.

Boîte de Pétri

Mais ce n’est pas si simple. Attends, je ne veux pas dire de bêtises. Avant de placer les bactéries, ils ont déposé sur le fond un gel, agar-agar. Ah tiens, je l’utilise parfois pour faire des mousses ! Et eux, les scientifiques, mélangent le gel avec des nutriments pour donner de la nourriture aux bactéries.
– Les bactéries se déplacent pour trouver la nourriture ?

– Pas vraiment, mais elles mangent pour grandir suffisamment et, une fois assez grandes, elles se divisent en deux pour former deux bactéries. Et comme elles peuvent choisir de quel côté elles grandissent, elles font en sorte d’aller vers la nourriture. C’est comme ça que les chercheurs ont pu obtenir les jolis dessins. Ils ont placé des bactéries au centre et ils n’ont pas mis la même quantité de nourriture partout pour que la colonie ne se développe pas partout de la même façon[2].

– C’est cool.
– Ah oui ! Tiens, il y a un autre aspect. Au début de la formation d’une colonie, les bactéries se déploient en branches pour explorer aux mieux les alentours. Les tailles et le nombre des branches dépendent de la nourriture et du gel. Ensuite, les branches; si elles sont suffisamment loin l’une de l’autre, peuvent se subdiviser encore pour continuer à explorer. En fait, c’est comme si elles se mettaient d’accord pour ne pas être trop nombreuses au même endroit. Et c’est pour cela qu’elles peuvent former des dessins très complexes !

Développement des embranchements dans une colonie de bactéries. @Karim Madjer

– Ça a l’air assez fou. Elles communiquent alors ?
– J’en ai bien l’impression. On pourra se documenter plus tard sur ça. C’est déjà beaucoup pour aujourd’hui et tu as d’autres devoirs à faire !

 

Avant de continuer les découvertes sur les bactéries, quelques petites précisions pour les plus curieux : toutes les bactéries ne forment pas ce genre de dessins. En fait, les chercheurs ont découvert uniquement deux espèces de bactéries capables d’ « art microscopique », la Paenibacillus dendritiformis et la Paenibacillus vortex. De plus, hors laboratoire et dans des conditions réelles où la température et l’humidité changent constamment, elles doivent s’adapter sans cesse à ces variations et ne forment quasiment jamais ces jolis dessins. Pour obtenir les images de cette article, il faut donc cultiver ses bactéries en laboratoire : tout un art !

Pour aller plus loin :

[1]voir l’épisode précédent : Le sol, une beauté insoupçonnée ?

[2]Certaines bactéries se déplacent et utilisent selon les espèces un tas de moyen de locomotion allant de la nage au taxi…Plus de détails dans cet article « Comment se déplacent les bactéries »

Plus de photos de colonies ainsi que plus d’informations  sur http://sweetrandomscience.blogspot.ch/2015/11/les-bacteries-fractales.html

Les bactéries se trouvent vraiment partout et sont essentielles. Tu peux les retrouver
dans notre corps (http://kidiscience.cafe-sciences.org/articles/a-quoi-servent-les-bacteries-presentes-dans-notre-corps/)
dans les intestins (http://kidiscience.cafe-sciences.org/articles/le-lactose-quest-ce-que-cest/),
dans les volcans (http://kidiscience.cafe-sciences.org/articles/envie-de-rentrer-dans-un-volcan/)
ou encore dans les bassins d’absorption du CO2 pour la lutte contre le réchauffement climatique (http://kidiscience.cafe-sciences.org/articles/lutte-contre-le-rechauffement-climatique-quelles-solutions-12/)

Auteur : Emilie
Sense The Science

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