Sciences · Biologie
Les archées
Les archées sont des micro-organismes sans noyau, longtemps confondus avec les bactéries, qui forment l’un des trois grands domaines du vivant avec les bactéries et les eucaryotes.
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Au microscope, une archée ressemble à une bactérie : une petite cellule de 0,1 à 15 micromètres, sans noyau. Pourtant, sa chimie et ses gènes en font un monde à part, plus proche par certains aspects de nos propres cellules que des bactéries. Révélées en 1977, les archées ont bouleversé l’arbre du vivant et éclairent aujourd’hui l’origine des eucaryotes.
Une découverte récente
En 1977, l’Américain Carl Woese et George Fox comparent l’ARN des ribosomes (ARNr 16S) de nombreux micro-organismes. Ils constatent que des microbes producteurs de méthane, considérés comme des bactéries, en sont aussi éloignés génétiquement que les animaux ou les plantes. Ils les nomment d’abord « archéobactéries », croyant à un groupe très ancien. En 1990, Woese propose de diviser le vivant en trois domaines : Bacteria, Archaea et Eukarya. Ce modèle a profondément renouvelé la classification du vivant.
Ce qui distingue les archées
| Caractère | Bactéries | Archées | Eucaryotes |
|---|---|---|---|
| Noyau | Non | Non | Oui |
| Lipides membranaires | Liaisons ester, acides gras | Liaisons éther, chaînes isoprénoïdes | Liaisons ester, acides gras |
| Paroi | Peptidoglycane (le plus souvent) | Jamais de peptidoglycane | Variable |
| ARN polymérase | Simple | Complexe, proche des eucaryotes | Complexe |
| Histones | Non | Chez beaucoup d’espèces | Oui |
| Sensibilité aux antibiotiques courants | Souvent | Généralement non | Non |
| Agents pathogènes connus | Nombreux | Aucun formellement établi | Quelques-uns |
Leur membrane est leur signature : ses lipides, liés par des liaisons éther plus solides, forment chez certaines espèces une monocouche traversante, très résistante à la chaleur et à l’acidité.
Des championnes des milieux extrêmes
Les premières archées étudiées vivaient dans des conditions considérées comme impossibles pour la vie.
| Type | Milieu | Exemple |
|---|---|---|
| Hyperthermophiles | Sources hydrothermales, eaux à plus de 80 °C | Methanopyrus kandleri : croissance observée à 122 °C |
| Halophiles | Marais salants, mer Morte, lacs salés | Halobacterium salinarum, qui colore en rose certains salins |
| Acidophiles | Sources acides, pH proche de 0 | Picrophilus, l’un des organismes les plus acidophiles connus |
| Méthanogènes | Marais, rizières, intestin, sédiments sans oxygène | Methanobrevibacter smithii, présent dans l’intestin humain |
Le rose de certains marais salants, par exemple autour de la Méditerranée, est dû en partie à des archées halophiles et à une algue, Dunaliella salina, riches en pigments.
Partout, pas seulement dans l’extrême
On sait désormais que les archées sont abondantes dans des milieux ordinaires : océans (où elles constituent une part importante du plancton microbien), sols, sédiments, et même le microbiote intestinal humain. Les archées marines du groupe des Thaumarchaeota oxydent l’ammoniac et jouent un grand rôle dans le cycle de l’azote.
Un rôle clé dans le climat
Les archées méthanogènes sont les seuls organismes connus à produire du méthane biologique. Elles vivent dans les zones privées d’oxygène : zones humides, rizières, décharges, et panse des ruminants. Le méthane rejeté par les vaches provient ainsi d’archées de leur rumen. Ce gaz est un puissant gaz à effet de serre. D’autres archées, à l’inverse, consomment du méthane dans les sédiments marins, en association avec des bactéries.
Les archées et l’origine des eucaryotes
Depuis 2015, l’analyse d’ADN prélevé dans des sédiments marins profonds (près d’une source hydrothermale baptisée le château de Loki, dans l’Atlantique Nord) a révélé les archées d'Asgard (Lokiarchaeota, Thorarchaeota, Heimdallarchaeota…). Elles possèdent des gènes jusque-là considérés comme propres aux eucaryotes, notamment pour le cytosquelette. En 2020, une équipe japonaise a réussi à cultiver l’une d’elles, Prometheoarchaeum syntrophicum, après une douzaine d’années d’efforts.
Ces découvertes soutiennent l’idée que les eucaryotes sont issus d’une archée d’Asgard ayant intégré une bactérie, devenue la mitochondrie. Dans ce scénario, on ne parle plus de trois domaines indépendants mais de deux grandes branches primaires, les eucaryotes étant nés à l’intérieur des archées (voir procaryotes et eucaryotes).
Applications
- Enzymes résistantes à la chaleur : des ADN polymérases d’archées hyperthermophiles (par exemple la Pfu, issue de Pyrococcus furiosus) servent en PCR pour leur fidélité de copie.
- Biogaz : les méthanisateurs reposent sur des communautés microbiennes où les archées méthanogènes produisent le méthane.
- Traitement des eaux usées et recherches sur la vie possible dans des milieux extraterrestres.
Questions fréquentes
Les archées sont-elles des bactéries ?
Non. Elles leur ressemblent par la taille et l’absence de noyau, mais elles s’en distinguent par leur membrane, leur paroi et leurs gènes. Elles forment un domaine distinct.
Les archées sont-elles dangereuses ?
Aucune archée n’a été formellement reconnue comme responsable d’une maladie. Certaines, présentes dans la bouche, sont associées aux maladies des gencives, mais leur rôle exact reste à préciser.
Les archées sont-elles les plus anciens êtres vivants ?
Elles ne sont pas plus anciennes que les bactéries : les deux lignées se seraient séparées très tôt à partir d’un dernier ancêtre commun. Le préfixe « archée » reflète une hypothèse de 1977 aujourd’hui abandonnée.