Les bactéries nous entourent partout, même si nous ne pouvons pas les voir. Ces micro-organismes sont essentiels à la vie dans tous les écosystèmes terrestres, car ils sont vitaux dans les processus biogéochimiques tels que la décomposition de la matière organique, le cycle de l’azote, la production d’oxygène (bactéries photosynthétiques) et bien d’autres choses.

Nous allons plus loin, car on estime que les bactéries contribuent à 15% de la biomasse terrestre totale (70 gigatonnes), dépassée uniquement par les plantes. En plus d’être sur toutes les surfaces habitables, ces êtres vivants vivent aussi à l’intérieur de nous: notre côlon contient 1014 unités bactériennes, qui nous aident à décomposer la matière d’origine végétale, à prévenir activement l’infection d’autres microorganismes et à permettre le développement du système immunitaire. lors de nos premiers pas en tant qu’êtres humains.

Tous ces chiffres et données sont passionnants, mais nous ne voulons pas y rester. Pour connaître l’importance des bactéries dans le monde, il faut enquêter sur leur mode de vie, et quoi de moins décrire leur reproduction pour savoir comment les colonies bactériennes restent stables dans le temps. Sur la base de cette prémisse intéressante, nous vous dirons tout sur fission binaire.

Qu’est-ce que la fission binaire?

La fission binaire est un type de reproduction asexuée qui a lieu dans les bactéries et les archées, c’est-à-dire les organismes procaryotes microscopiques. Avant de continuer, nous devons établir une série de bases en ce qui concerne la reproduction.

Nous avons dit que nous sommes confrontés à un type de reproduction asexuée, dont le principe est fondamentalement le même que celui de la mitose chez les organismes multicellulaires. Nos cellules somatiques (tissulaires) se divisent par ce mécanisme, c’est-à-dire la division d’une cellule parentale en deux filles avec la même forme, la même taille et les mêmes informations génétiques. Dans tous les cas, la mitose et la fission présentent une série de différences très importantes.

De manière générale, il est essentiel de souligner que la mitose est unique dans les organismes à plus d’une cellule. Ce mécanisme de division cellulaire est destiné à augmenter ou à remplacer les cellules d’un tissu et, par conséquent, il est utilisé pour la croissance, le développement et la réparation des organes qui nous composent. D’autre part, la fission binaire suit une prémisse beaucoup plus simple: là où auparavant il y avait une bactérie, il y en a maintenant deux.

Pour cette raison, la fission binaire est un type de reproduction asexuée qui n’est conçue que dans les organismes procaryotes, c’est-à-dire ceux qui ne sont composés que d’une seule cellule (bactéries et archées, dans ce cas). S’il était observé dans un organisme multicellulaire, nous serions confrontés à un cas de mitose. Aussi simple que cela.

Étapes de la fission binaire

La plupart des bactéries se reproduisent par fission binaire, car ce mécanisme provoque une augmentation exponentielle des spécimens dans une colonie. Là où il y avait un micro-organisme auparavant, il y en a deux, puis quatre, puis huit, puis 16, 32, 64, 128, etc. Pour vous donner une idée, les bactéries E. coli dans des conditions optimales, il peut être divisé par fission une fois toutes les 20 minutes. Comme vous pouvez l’imaginer, en 24 heures le nombre d’unités bactériennes est inconcevable avec ce taux de reproduction.

Ensuite, nous présentons brièvement chacune des étapes dans lesquelles la fission binaire est divisée. Beaucoup des mécanismes énumérés ici vous sont sûrement familiers, car ils sont très similaires à ceux de la mitose. Fonce.

1. Réplication de l’ADN

Pour qu’une bactérie se divise en deux égales, elle doit être capable de se répliquer elle-même ses informations génétiques. De nombreux micro-organismes étudiés ont un seul chromosome circulaire dans leur nucléoïde (par opposition aux 46 dans le noyau des cellules humaines), nous prendrons donc cette règle générale pour référence.

Le chromosome bactérien est intrinsèquement un réplicon, car ce terme se réfère à une unité d’information génétique qui contient tous les éléments nécessaires pour mener à bien le processus de réplication. Ce conglomérat d’ADN se réplique en une seule origine, qui se déplace linéairement jusqu’à duplication complète de la molécule entière.

Nous n’allons pas nous arrêter à des processus complexes tels que les structures impliquées, la fourche de réplication et autres. Il nous suffit de savoir, dans ce cas, que les enzymes qui permettent ce mécanisme sont appelées ADN polymérases et que c’est un processus semi-conservateur, c’est-à-dire que chaque nouvelle molécule formée contient un ancien brin d’ADN et un nouveau.

2. Ségrégation chromosomique

Dans la mitose normale, les chromosomes sont placés au hasard dans l’équateur de la cellule, attendant d’être « tirés » par le fuseau mitotique vers chaque pôle d’extrémité du corps cellulaire. Dans la méiose (qui donne naissance à des gamètes), ce moment est vraiment important, car les permutations chromosomiques à l’équateur cellulaire peuvent entraîner des milliers de combinaisons différentes en termes de distribution génétique.

Dans ce cas, la chose est beaucoup moins excitante, car nous n’avons que deux chromosomes produits de la réplication d’un. Les deux chromosomes se déplacent et se séparent à chaque pôle du cytoplasme de la bactérie, sans autre complication.

3. Séparation

Lorsque chaque chromosome se déplace vers un pôle, la membrane bactérienne s’invagine pour former un septum, également connu sous le nom de paroi de division., à l’intérieur de la cellule. Lorsque le septum se divise, les deux bactéries avec l’information génétique correspondante deviennent des entités individuelles capables de survivre de manière autonome.

La signification évolutive de la fission binaire

Il est à noter qu’il existe plusieurs types de fission binaire selon le plan de division (régulière, amiboïde, transversale, oblique, etc.), mais nous ne voulons pas nous concentrer sur la terminologie technique. En guise de conclusion, nous trouvons beaucoup plus intéressant d’explorer la raison de ce mécanisme simple et essentiel.

La clé de la fission binaire bactérienne peut être englobée dans un seul concept: la libération logarithmique. Ce terme désigne la deuxième phase de croissance bactérienne, après l’accoutumance des microorganismes au nouveau milieu dans lequel ils sont introduits. Au cours de cette étape, on observe une augmentation exponentielle de la courbe de croissance bactérienne, c’est-à-dire que plus il y a de bactéries présentes dans la population initiale, plus elles peuvent être divisées.

Il est à noter que la pente de la fonction logarithmique dépend des conditions environnementales, car ce n’est pas la même chose de grandir dans un endroit chaud et abrité que de grandir dans le pôle nord. Dans tous les cas, la stabilisation de la croissance (passage à la phase stationnaire ou «plateau») est conditionnée par la disponibilité des nutriments: les bactéries cessent de se diviser lorsqu’il n’y a plus aucun moyen de survivre.

Ceci est un exemple clair de stratégie «quantité plutôt que qualité». Toutes les bactéries sont génétiquement les mêmes que le parent (puisque la fission binaire est un type de reproduction asexuée), donc son adaptabilité est la même, non? Pour comprendre le succès de la fission binaire, il faut également tenir compte du fait que le taux de mutation du génome bactérien est très élevé.

Par conséquent, il n’est pas toujours garanti qu’une génération bactérienne sera la même que la précédente, ce qui est extrêmement bénéfique pour la capacité d’adaptation de ces micro-organismes. Les mutations sont aléatoires, donc certaines peuvent être mauvaises et d’autres bonnes, mais la principale différence est que les bonnes sont fixées dans la population, tandis que les négatifs disparaissent.

Ainsi, plus une population bactérienne se divise rapidement, plus il est probable qu’une mutation apparaisse permettant une meilleure adaptation à l’environnement. L’existence de micro-organismes résistants aux antibiotiques repose sur cette base: la fission binaire et la croissance des populations bactériennes leur donnent la capacité de devenir résistantes même aux médicaments les plus spécifiques.

résumé

Comme vous l’avez vu, tout dans la nature a une explication, sauf cas exceptionnels. La fission binaire est une stratégie de reproduction aussi valable que la reproduction sexuée pour les organismes procaryotes, car ils obtiennent la variabilité génétique nécessaire pour s’adapter à partir de mutations dans leur génome, et non par l’union d’un gamète femelle et mâle (comme cela se produit dans notre espèce) .

En fin de compte, chaque processus évolutif peut se résumer dans la phrase suivante: les êtres vivants font ce qu’ils peuvent avec ce qu’ils ont. Le mécanisme de fission binaire n’est peut-être pas parfait, mais il a certainement permis à ces micro-organismes de rester et de se propager sur Terre pendant des siècles.

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