CHAPITRE 1: Micro-organisms aquatiques (Procaryotes)

Date de publication	28/03/2009
Contributeur	Han de Koeijer

L'état de la biodiversité au Congo dans les écosystèmes aquatiques et terrestres est présenté en considérant la hiérarchie taxonomique, basée sur le mode d'organisation cellulaire, et suivant les deux règnes du monde vivant (règne des Procaryotes et celui des Eucaryotes).

1.1. MICRO-ORGANISMES

Les micro-organismes aquatiques regroupent les espèces d'eaux douces, des eaux côtières et marines.

1.1.1. Micro-organismes des eaux douces (Cyanobactéries)

Les eaux douces sont dans des milieux très variés comprenant les lacs, les fleuves, les rivières, les ruisseaux, les étangs, les mares ainsi que les zones humides associées.
Les micro-organismes qui y vivent sont les Algues, les Bactéries, les Champignons et les Protozoaires.

1.1.1.1. Les algues bleues (Cyanobactéries)

L'étude de la flore algologique du Congo a débuté en 1889 avec le travail de DE WILDEMAN intitulé "Quelques mots sur la flore algologique du Congo" (SYMOENS, Biblio 1963).
De la quarantaine de travaux publiés sur la flore algale du Congo, une trentaine l'ont été durant la période coloniale et se rapportaient surtout aux lacs.
Jusqu'alors, les renseignements sont fragmentaires et, surtout, basés sur des échantillons ponctuels.
Les présents résultats proviennent de la compilation des données tirées d'une dizaine de travaux actuellement disponibles.
Le dépouillement de la littérature indique que la flore algologique des eaux douces du Congo compte environ 1.000 espèces réparties en plusieurs groupes systématiques.
Le tableau 1 donne l'état actuel des connaissances, des groupes systématiques de la flore algale du Congo.

Tableau 1: Groupes systématiques de la flore algale du Congo

GROUPE SYSTEMATIQUE	NOMBRE DE TAXONS	POURCENTAGE(%)
Diatomées	369	36.9
Desmidiées	246+/-	19.3+/-
Chlorophycées (autres que les Desmidiées)	158+/-	9.8+/-
Euglénophycées	80	8
Cyanophycées	135	13.5
Dinophycées	2	0.002
Xanthophycées	3	0.003
Chrysophycées	4	0.004
Cryptophycées	1	0.001
TOTAL	1000+/-	100

1.1.1.2. Les bactéries, les champignons (fungi) et les protozoaires

Les micro-organismes appartenant à ces catégories ont été rassemblés à partir d'une dizaine de travaux publiés après l'accession du Congo à l'indépendance et dont sept sont inédits.
A l'instar des Algues, les renseignements sont fragmentaires et ce, malgré l'importance scientifique, technique et économique grandissante des bactéries, champignons (fungi) et des protozoaires dans les biotechnologies.
Soixante espèces bactériennes et seulement une dizaine des champignons aquatiques ont été dénombrées jusqu'au niveau générique.
Les protozoaires comptent environ quatre-vingt-dix espèces, dont 26 taxons n'ont été identifiés qu'au niveau générique.

1.1.2. Bactéries aquatiques

Les micro-organismes des eaux côtières et marines n'ont pas encore été systématiquement relevés en dépit de l'existence de certains travaux signalés dans la littérature (Hustedt H., Biblio 1956a, Hustedt H., 1956b).
Quelques Algues ont cependant été récoltées dans l'estuaire du fleuve Congo (zone côtière: bief Banana-Boma). La liste arrêtée à ce jour comprend les Chlorophycées et les Diatomées.

1.2. MICRO-ORGANISMES TERRESTRES

Les micro-organismes terrestres sont associés aux plantes ou interagissent avec l'homme et les animaux.

1.2.1 Micro-organismes associées aux plantes du Congo

Il s'agit des micro-organismes de la rhizosphère, du sol, de la fermentation et des moisissures.

1.2.1.1. Les micro-organismes de la rhizosphère

Les études des relations entre les plantes et les micro-organismes se sont nettement accrues au cours de ces dernières années, grâce à la microbiologie, à la biologie moléculaire et au choix des modèles sur lesquels de nombreuses équipes collaborent. C'est le cas des symbioses "Rhizobium-Légumineuses", des associations "Azospirillum-Céréales", "Pseudomonas-Plantes cultivées", des "Mycorrhizes" et des bactéries et champignons phytopathogènes.
Les travaux sur les bactéries du genre Rhizobium, Bradyrhizobium et apparentées, ainsi que d'autres micro-organismes fixateurs de l'azote moléculaire permettent d'estimer dans de nombreux cas l'apport de ces systèmes comme engrais biologique au Congo.
Ces systèmes ont de grandes applications en agriculture et en agroforesterie et permettent d'accroître les rendements ainsi que la productivité protéique des plantes, et d'améliorer les sols de culture.

1.2.1.2. Les moisissures et producteurs de mycotoxines

Il a été établi que certaines espèces des moisissures des denrées alimentaires du Congo avaient la propriété de synthétiser les aflatoxines, substances à action cancérogénétique sur les animaux, en présence d'une forte humidité relative (80-90%) et d'une température élevée (20-35°C).
Ces produits, qui se retrouvent dans presque la quasi-totalité des productions végétales des zones tropicales, sont reconnus être responsables du cancer primaire du foie chez l'homme. Ils ont de ce fait une incidence sur la santé publique et l'économie dans nos régions.
La majorité des souches isolées appartiennent au genre Aspergillus, au sein duquel l'espèce flavus est dominante dans les patates douces, les arachides et les cossettes de manioc. La liste des principales espèces mycotoxiques est fournie dans le tableau 2.

Tableau 2: Moisissures isolées des denrées du Congo

SOUCHE	ORIGINE
Aspergillus flavus Lin.	Arachides, bananes, cossettes de manioc, elensine, patate douce, sorgho non germé, farine de maîs
A. flavus, var. colummaris	Farine de maîs, patate douce
A. ficuum (Reich)	Arachides, sorgho germé
A. avanaceus Smith	Cossette de manioc
A. versicolor (Vuill. Tir)	Farine de maîs, sorgho germé
A. ochraceus Will	Farine de maîs, sorgho germé
A. japonicus Saito	Farine de manioc
A. niger V.Tieghem	Farine de manioc, sorgho non germé
A. fumigatus Fres	Patate douce
A.fumigatus, var. ellipticus	Sorgho non germé
A. parasiticus Speare	Pomme de terre, sorgho germé
A.carbonarius (Bainier) Thom	Sorgho germé
Mucor sp	Arachides, bananes, cossettes de manioc, farine de maîs, patate douce,pomme de terre, sorgho germé
Penicillium vertinum sorgho, var. beyma	Eleusine, farine de maîs, sorgho germé
P. frequentans Weslling	Farine de maîs
Trichoderma harzianum Rifai	Farine de maîs

1.2.2. Micro-organismes interagissant avec l'homme et les animaux

Ces micro-organismes pathogènes sont soit d'origine humaine ou vétérinaire, soit utilisés dans la production d'enzymes.

1.2.2.1. Les micro-organismes pathogènes

Les micro-organismes pathogènes regroupent les bactéries et les parasites unicellulaires (Protozoaires). Ils font l'objet de nombreuses recherches. De très nombreuses souches bactériennes ont été isolées et identifiées en milieu hospitalier et dans les laboratoires vétérinaires. Le tableau 3 présente quelques micro-organismes endémiques au Congo.

Tableau 3: Micro-organismes d'intérêt médical

A. HELMINTHES
Ascaris lumbricoides
Enterobius vermicularis (Oxyure)
Trichuris trichiura (Trichocephale)
Stronglyloides stercoralis (Anguillule)
Ancylostoma duodenale
Nectar americanus
Toxocara canis
Wuchereria bancrofti
Onchocerca volvulus
Loa loa (eye worm)
Mansonella perstans
Mansonella streptocerca
Cooperia sp
Monodontella giraffae
Tricuris globulosa
Tricuris ovis
Oxyuris sp
Ankylostoma sp

B. PROTOZOAIRES
Giardia lamblia
Trichomonas vaginalis
Trichomonas hominis
Entamoeba histolyca
Isospora belli
Cryptosporidium
Toxoplasma gondii
Plasmodium falciparum
Trypanosoma brucei

C. CHAMPIGNONS
Candida albicans
Candida tropicalis
Candida kruse
Cryptococcus neoformans var neoformans
Cryptococcus neoformans var gattii
Histoplasmose duboisii
Mycetoma

D. BACTÉRIES ET ENTÉROBACTÉRIES
Staphylococcus aureus Rosenbach
Staphylococcus epidermis (Winslow and Winslow) Evans
Staphylococcus saprophyticus Fairbrother
Streptococcus pyrogenes Rosenbach
Streptococcus pneumoniae Méningite (Klein) Chester
Streptococcus bovis Orla-jensen
Enterococcus agalactiae
Streptococcus viridans
Streptococcus fecalis Andrewes and Horder
Neisseria gonorrhaeae
Neisseria meningitidis
Salmonella isangi
Salmonella matadi

1.2.2.2. Les micro-organismes et production d'enzymes

Les levures, moisissures et bactéries disposent d'un arsenal d'enzymes qui connaissent de nombreuses applications, notamment dans les industries agro-alimentaires et pharmaceutiques.
Ci-dessous, quelques micro-organismes rencontrés notamment dans les aliments au Congo.

Tableau 4: Micro-organismes rencontrés dans les aliments

Clostridium botulinium
Staphybioccus aureus
Salmonella
Streptococcus
Shigella
Mycobacterium tuberculosis
Clostridium thermosac-charolyticum
Clostridium nigrificans
Clostridium sporogene
Clostridium putrefaciens
Lactobacillus thermophilus
Escherichia coli
Serratia
Flavobacterium

1.3. MENACES

1.3.1. Menaces de l'environnement sur les microbes

La croissance des micro-organismes dans la nature est plus complexe que celle des micro-organismes cultivés en laboratoire. Les conditions environnementales naturelles paraissent plus pauvres en éléments nutritifs et l'apport d'éléments nutritifs est généralement un facteur limitant. La limitation en éléments nutritifs provoque des grandes compétitions entre les populations et réduit la vitesse de croissance. Les micro-organismes vivent dans des écosystèmes variés dans lesquels tout déséquilibre et changement peuvent constituer une menace pour leur croissance et leur survie.
Plusieurs facteurs environnementaux affectent la densité et la composition des flores bactériennes et fongiques du sol.

1°) Radiations
Les radiations ultra-violettes (longueurs d'ondes 200-310 nm) sont microbicides, car ces longueurs d'ondes sont absorbées par les acides nucléiques, ce qui endommage la structure et la fonction de ces derniers.
Les Ultrat-violets (U.V.) peuvent être produits artificiellement, mais les radiations solaires en contiennent. Les U.V. sont donc responsables des effets microbicides des radiations solaires.
Les radiations ionisantes (ex. Rayons-X et rayons gamma, etc.) sont également mutagènes et microbicides.

2°) Humidité et tension d'oxygène
Ces deux paramètres sont liés. Les sols très humides sont hostiles à la prolifération de nombreuses espèces de bactéries, à cause de la diminution d'aération des pores remplies d'eau. Les inondations des sols entraînent donc l'élimination des espèces aérobiques. Mais, à l'autre extrême, le dessèchement du sol réduit sensiblement l'activité métabolique et le nombre des cellules bactériennes.
Les champignons filamenteux sont aérobiques stricts et croissent près de la surface du sol. Dans les sols inondés, la quantité de mycélium sera réduite.

3°) Acidité
Les conditions très acides et très alcalines inhibent la croissance des nombreuses bactéries. Les pratiques agricoles ajustant les pH des sols près de la neutralité, comme le chaulage, peuvent accélérer la croissance bactérienne.
Mais, les moisissures peuvent croître à des pH très acides ou alcalins, en l'absence des bactéries inadaptées.

4°) Température
L'élévation de la température affecte la survie et la croissance des micro-organismes selon leur nature. Les bactéries mésophiles constituent la majorité des bactéries du sol; les vraies psychophiles sont rares ou absentes.
La majorité des champignons sont mésophiles; les thermophiles ne sont pas communs.

5°) Apport de matière organique
Du point de vue nutritionnel, la grande majorité des bactéries du sol sont hétérotrophes. La matière organique qui sert de source d'énergie provient de l'activité photosynthétique des plantes supérieures. Il faut de grandes quantités de matière organique dans le sol pour soutenir les besoins des populations bactériennes. La disponibilité en matière organique est un facteur limitant pour la croissance microbienne.
En effet, l'apport des résidus de récoltes ou de fumures organiques entraîne une augmentation du nombre des micro-organismes hétérotrophes (bactéries et champignons).
Dans les sols avec une grande couverture végétale, les matériaux exsudés à partir des racines stimulent les micro-organismes, notamment ceux de la rhizosphère.
Le déboisement, la destruction ou l'absence de la végétation peuvent constituer une menace importante pour la croissance des micro-organismes.

6°) Relations entre organismes du sol
Diverses chaînes alimentaires existent dans le sol au sein desquelles un organisme donné sert de proie à un autre; par exemple, les nématodes s'attaquent aux bactéries, aux fungi et aux protozoaires, de même qu'à d'autres nématodes.

1.3.2. Effets des microbes sur les êtres vivants

La principale menace des microbes sur les êtres vivants se traduit par la pathogénécité des micro-organismes sur les plantes et les animaux.
Ceci amène l'homme à se défendre contre ces microbes indésirables pour lui en mettant au point des mécanismes pour les maîtriser, voire les detruire.
L'homme a mis au point des drogues capables d'éliminer les microbes en préservant ses propres cellules: ce sont des substances ayant une toxicité sélective. Un grand nombre de substances anti-microbiennes ont un effet préventif ou thérapeutique. Certains anti-microbiens tuent principalement les cellules microbiennes (bactéricides) tandis que d'autres inhibent seulement leur croissance (bactériostatiques).
Les substances anti-microbiennes proviennent principalement de deux sources: les extraits de plantes et d'autres composés chimiques, et les produits de cellules microbiennes (antibiotiques).
En outre, d'autres techniques d'élimination des microbes ont été mises au point: autoclavage (utilisation de la chaleur humide), utilisation de la chaleur sèche, filtration, pasteurisation et irradiation.