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Généralités

Taxonomie : Introduction


Cette partie tente d'approcher simplement les problèmes de classification des êtres vivants et surtout des bactéries.  

Classer les êtres vivants n'est pas facile et surtout change selon les époques, au gré des progrès de la connaissance. On divisait autrefois en règne animal et végétal, divisions aujourd'hui obsolètes avec les connaissances acquises sur les bactéries, les archéobactéries, les champignons.

Aujourd'hui, le DNA a pris le pouvoir dans les classifications. Les êtres vivants dérivant de parents, l'analyse de leur DNA permet de remonter leur histoire ou du moins tente de le faire. Pour les bactéries, c'est l'ADN16 S qui est particulièrement utilisé et permet des rapporchements surprenants de coques et bacilles, ou des séparations surprenantes. Pour les eucaryotes, on se fonde tout autant sur le DNA mais la situation est compliquée de l'intervention d'organites (plastes et mitochondries) dont l'origine bactérienne est très probable. Ces études conduisent à mettre le mildiou, connu comme champignon, vers les algues (ayant perdu leur chloroplaste).

Les grandes divisions du vivant

Les virus étant aujourd'hui considérés comme des microorganismes, les grandes divisions sont les suivantes en 2009 :

Note : on peut toujours discuter de la place des virus, pas seulement en les considérant comme inertes (non vivants) mais en raison de leur grande hétérogénéité de structure comme fonctionnelle.

Les subdivisions

La hiérarchie utilisée (pour tous les êtres vivants) est la suivante pour les bactéries selon le Bergeys, qui ne distingue pas 4 superrègnes mais trois (les procaryotes restant rassemblés en 2002) :

 

 

 

orientation

ce lien renvoie sur un tableau extrait du Bergey's manual et inclut des liens vers les différents taxons traités.

Quelques commentaires et problèmes sur la taxonomie

Phylogénie moléculaire et génomes (mars. 2001)

(D'après BIOFUTUR 206 - Décembre 2000)
Très important article...
Tout ramener au génome sans précautions particulière pour réaliser des classifications n'est pas forcément aussi rigoureux que l'on peut l'imaginer. En effet, il faut tenir compte des échanges génétiques qui peuvent être très importants entre bactéries. Un exemple avec une eubactérie ayant échangé 15 % de génome avec une archaéobactérie thermophile et qui est devenue thermophile... La mise en évidence des gènes risquerait de les rapprocher malgré leurs grandes différences.
En utilisant l'ordre des gènes sur le chromosome bactérien, on semble pouvoir obtenir des données plus solides.
Si vous êtes intéressés, je vous conseille donc vivement la lecture de l'original plutôt que ce résumé bien sommaire !


Bactéries et classification... une Entérobactérie oxydase + !!! (jan. 2001)

L'Opéron a apporté une information qui manifestement n'est pas passée inaperçue de notre communauté : Plesiomonas est une Entérobactérie bien qu'oxydase + !
Cette information n'est pourtant pas nouvelle ! On peut même ajouter que Plesiomonas risque de devenir Proteus shigelloides !

L'idée qu'un seul caractère permet de classer est tout de même quelque peu périmée : qui soutiendrait que la couleur de la peau est un bon moyen de classer les humains ? Il y a déjà plus de 25 ans, un inventeur génial nous apportait les nouveaux concepts en bactériologie avec la galerie API20E, d'ailleurs refusée par les bactériologistes traditionalistes de l'Institut Pasteur (1) mais aussi bioMérieux et autres fabricants. Ce concept était avant tout la somme d'une vingtaine de caractères permettant une identification précise. N'oublions pas que Stenotrophomonas maltophilia, Pseudomonas aeruginosa et autres Acinetobacter peuvent être très facilement identifiés par cette galerie API20E même si l'oxydase n'a pas été faite ! (elle confirmera bien évidemment l'identification des oxydase - ou l'infirmera).

On ne peut donc échapper à la conception génétique de la classification : c'est l'étude du DNA, en particulier par les hybridations DNA-DNA, qui détermine les différentes catégories d'êtres vivants, donc fonde les genres, espèces, ordres & Mais ces études ne peuvent être en général appliquées au travail quotidien de par leur coût : le phénotypage reste l'approche quotidienne et l'on doit donc établir un rapport entre classification génétique et classification phénotypique, tout en gardant à l'esprit que le génotype prime sur le phénotype.

Notre problème pédagogique est l'hyperformalisme dans lequel est faite la bactériologie avec des certitudes qui n'en sont pas. Il faut reconnaître que définir les entérobactéries par x critères stricts n'est pas sérieux. Dire que c'est mieux pour les élèves d'avoir des choses bien carrées n'est pas scientifique et bloque les évolutions ultérieures. La bactériologie est une science où l'on peut montrer que la connaissance n'est pas absolue mais évolutive : pourquoi se priver de cette approche ?
Le problème est donc de classer les bacilles gram négatifs en fonction des critères possibles sans les prendre avec autant de rigueur, c'est-à-dire en précisant que la positivité ou la négativité d'un caractère n'est pas vraie ou fausse mais vraie ou fausse à 99 %, 30 %, 1 %. Peut-on dire les Français sont blancs ? C'est pourtant sûrement vrai à 98%…

Pour les Entérobactéries (Gram - à 100 %?!!), il existe des individus particuliers que l'on peut facilement rencontrer (à condition de ne pas se contenter des bactéries de souchier). J'ai isolé sans les chercher :

  • des Klebsiella produisant de l'azote au lieu des nitrites, seul caractère défaillant de la galerie.
  • des Yersinia ne réduisant pas les nitrites.
  • des E. coli lactose - … au grand dam d'élèves ne comprenant pas que c'était possible !
  • des Hafnia alvei lactose + (après dénombrement des "coliformes")
  • une Staphylococcus haemolyticus aérobie stricte identifié à 100 % par Id32 Staph.
  • etc…

On peut donc, face à un bacille Gram négatif cultivant sur gélose ordinaire (y compris les milieux d'isolement sélectif traditionnels) avoir la démarche suivante : l'oxydase permet une orientation, c'est-à-dire que son résultat va engager un choix (économique) du travail ultérieur, galerie d'identification par exemple. Une fois (le deuxième jour) ce travail complémentaire effectué, l'analyse de l'ensemble des résultats permettra la conclusion en incluant le caractère oxydase. Mais au départ, l'oxydase n'aura servi qu'à choisir le travail à faire pour limiter la dépense, en présumant la nature de la conclusion (Entérobactéries probable si oxydase négative). Une telle démarche justifie l'utilisation de l'oxydase. Il faut bien dire que s'il existait une galerie bacilles Gram négatif (oxydase + et oxydase -) les choses seraient plus simples et plus logiques.

On ne peut donc enseigner des certitudes quand elles sont fausses et que l'élève va les rencontrer. Ce n'est pas un privilège de la bactériologie d'introduire le doute dans les esprits ! Cela n'empêche pas des simplifications pédagogiques inévitables. Mais on ne peut pas introduire les tableaux de pourcentages dans les caractères sans avoir la notion de relativité de la valeur du caractère : cette introduction impose donc la pédagogie du "doute". Elle éviterait la surprise de bactériologistes éminents quand ils rencontrent des E. coli lactose -, ne cultivant pas à 44°C, et les conduiraient peut être à définir autrement certains concepts !

COMPLÉMENT DE Pascal PICQUOT

Pascal PICQUOT
département génie biologique
IUT de Metz Cette adresse e-mail est protégée contre les robots spammeurs. Vous devez activer le JavaScript pour la visualiser.

Je suis tout à fait d'accord avec les remarques de Jean-Noël, le concept d'espèce chez les procaryotes est tout sauf clair ! Les techniques que nous sommes amené à enseigner (classification phénotypique) sont pratiques, couramment utilisées, mais totalement inadaptées pour ranger toutes les bactéries existantes dans des ''boîtes'' bien étiquetées (sans parler des bactéries non-cultivables).
En ce qui concerne la classification basée sur les caractères génétiques, JN évoque les manips de réassociation ADN/ADN. Il y en a une autre maintenant utilisée couramment, c'est l'analyse des gènes d'ARN ribosomique 16S (et maintenant 23S).
Schématiquement le procédé est simple : amplification par PCR (avec ou sans extraction préalable de l'ADN), électrophorèse en condition dénaturante (DGGE ou TGGE), séquençage de chaque fragment et comparaison avec des séquences publiées.
(JN ajoute : ces études sur les RNA ribosomiqes sont importantes en particulire lorsque la distance génétiques entre les microorganismes testés est plus grande, les hybridations DNA-DNA étant plus intéressantes quand la distance est courte)
Lorsqu'on sort du domaine médical ou alimentaire, on s'aperçoit que les classification phénotypiques présentent des approximations : boues de stations d'épuration, sols etc...

Enfin il ne faut pas oublier les transferts horizontaux d'ADN, courants chez les procaryotes, et qui rende les génômes bactériens très changeant, tout le monde connait le problème de la résistance aux antibiotiques, mais ces transferts peuvent concerner d'autres caractères.

Deux articles intéressants récemment parus :

  • OCHMAN et col (2000) lateral gene transfer and the nature of bacterial innovation
    Nature 405 : 299-304
  • ROSELLO-MORA et AMANN (2001) The species concept for procaryotes FEMS Microbiology
    reviews 25 : 39-67

Taxonomie (octobre 1999)

Sujet difficile...

Lors de l'AG de Bourges, nos avions discuté de taxonomie et il n'est pas sûr que celle que nous adoptons en ce moment soit juste et d'avenir. le monde des coques Gram + peut ébranler bien des convictions. Les Coques gram + catalase + sont rassemblés en ce moment dans la famille des Micrococcaceae. Pourtant les études génomiques (séquences des RNAr ou hybridations DNA-DNA ou RNA-DNA, ou encore plus simplement le GC%) montrent clairement que les deux genres les plus habituels pour nous n'ont aucun rapport taxonomique hormis les trois caractères cités : comment rassembler dans la même famille des êtres différents ? (les ornythorynques sont-ils des oiseaux?) Certains taxonomistes parlent de famille des Staphylococcaceae...

La même démarche peut être faite pour les coques Gram + catalase - et la famille des Enterococcaceae nous éviterait bien des pirouettes pédagogiques ou des incertitudes dans nos mots.

Le site de JP Euzéby contient bien des données intéressantes et complètes : http://www-sv.cict.fr/bacterio/bacdico/garde.html
Il sera peut être utile que nous nous en inspirions pour moderniser notre approche du monde bactérien.

Aeromonas dans une urine... (déc 2000)

Nous avons eu la surprise de trouver dans une urine normale un Aeromonas... (profil API20E sans aucune ambiguité, lactose utilisé et glucose fermenté en Hajna-Kligler, mais immobile)
Quelqu'un saurait-il si une telle découverte est fréquente ?