Sciences · Biologie
Les organismes unicellulaires
Un organisme unicellulaire est un être vivant constitué d’une seule cellule, qui se nourrit, se déplace et se reproduit seule. Bactéries, archées, levures et protistes en sont des exemples.
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La vie a été unicellulaire pendant la plus grande partie de son histoire : les premières cellules datent d’au moins 3,5 milliards d’années, alors que les organismes pluricellulaires complexes ne se sont diversifiés qu’il y a environ 600 millions d’années. Aujourd’hui encore, les unicellulaires représentent l’immense majorité des êtres vivants par le nombre et une large part de la diversité génétique.
Les grands groupes d’unicellulaires
| Groupe | Type de cellule | Exemples | Taille typique |
|---|---|---|---|
| Bactéries | Procaryote | Escherichia coli, lactobacilles, cyanobactéries | 1 à 5 µm |
| Archées | Procaryote | Méthanogènes, halophiles | 1 à 5 µm |
| Levures | Eucaryote (champignon) | Saccharomyces cerevisiae | 5 à 10 µm |
| Protozoaires | Eucaryote, hétérotrophe | Amibe, paramécie, Plasmodium | 10 à 300 µm |
| Microalgues | Eucaryote, photosynthétique | Diatomées, chlorelle, Euglena | 2 à 200 µm |
Les deux premiers groupes sont procaryotes (sans noyau) ; les autres sont eucaryotes. Le terme protistes désigne de façon commode, mais sans valeur de parenté, tous les eucaryotes qui ne sont ni animaux, ni plantes, ni champignons.
Comment une seule cellule fait-elle tout ?
Se nourrir
- Les autotrophes fabriquent leur matière organique : par photosynthèse (cyanobactéries, microalgues) ou par chimiosynthèse à partir de composés minéraux (certaines bactéries et archées).
- Les hétérotrophes consomment de la matière organique : en l’absorbant à travers leur membrane (bactéries, levures) ou en capturant des proies. L’amibe englobe ses proies en les entourant de pseudopodes (phagocytose) ; la paramécie les dirige vers une « bouche » cellulaire grâce à ses cils.
Se déplacer
| Mode | Principe | Exemple |
|---|---|---|
| Flagelle | Long filament qui tourne ou ondule | Bactéries, euglène, spermatozoïdes (cellules non autonomes) |
| Cils | Milliers de petits filaments battant en rythme | Paramécie |
| Pseudopodes | Déformation de la cellule | Amibe |
| Glissement | Sécrétion ou mouvements de surface | Diatomées, certaines bactéries |
Réguler son milieu intérieur
Une paramécie vivant en eau douce absorbe l’eau par osmose : elle l’expulse en permanence grâce à des vacuoles contractiles, qui se vident toutes les quelques secondes. Sans elles, elle éclaterait (voir membrane cellulaire).
Se reproduire
La plupart se multiplient de façon asexuée : scission binaire (bactéries, paramécie), bourgeonnement (levure). Beaucoup d’eucaryotes unicellulaires ont aussi une reproduction sexuée ou des échanges de matériel génétique (la conjugaison chez la paramécie).
Des records surprenants
- Les plus petites cellules libres connues, certaines bactéries marines, mesurent environ 0,2 micromètre.
- La plus grande bactérie connue, Thiomargarita magnifica, décrite en 2022 dans une mangrove des Antilles, atteint environ 1 à 2 centimètres de long, visible à l’œil nu.
- L’algue verte marine Caulerpa forme des structures de plusieurs dizaines de centimètres qui ne sont qu’une seule cellule géante à multiples noyaux.
- Les foraminifères, protistes marins à coquille calcaire, peuvent dépasser le centimètre ; leurs coquilles fossiles composent certains calcaires, comme ceux des pyramides de Gizeh.
Le rôle des unicellulaires
- Production d’oxygène : le phytoplancton (cyanobactéries, diatomées) réalise environ la moitié de la photosynthèse mondiale.
- Recyclage : bactéries et champignons décomposent la matière morte et ferment les cycles du carbone et de l'azote.
- Alimentation : levures (pain, bière, vin), bactéries lactiques (yaourt, fromage, choucroute) par fermentation.
- Santé : le microbiote intestinal aide à digérer et à se défendre ; d’autres unicellulaires sont pathogènes, comme Plasmodium (paludisme), Trypanosoma (maladie du sommeil) ou de nombreuses bactéries.
- Recherche : E. coli et la levure sont des organismes modèles qui ont permis de comprendre l’essentiel de la génétique moléculaire.
Du unicellulaire au pluricellulaire
La pluricellularité est apparue de façon indépendante plusieurs fois (chez les animaux, les plantes terrestres, plusieurs groupes d’algues et de champignons). Des formes intermédiaires existent : les colonies (le volvox, sphère de milliers de cellules d’algue) ou les amibes sociales comme Dictyostelium, qui s’agrègent en un corps commun lorsque la nourriture manque. Les choanoflagellés, unicellulaires à collerette, sont les plus proches parents actuels des animaux.
Questions fréquentes
Un virus est-il un organisme unicellulaire ?
Non. Un virus n’est pas une cellule : il ne se nourrit pas, ne produit pas d’énergie et ne peut se multiplier qu’à l’intérieur d’une cellule hôte (voir virus et bactéries).
Quelle différence entre unicellulaire et micro-organisme ?
Presque tous les unicellulaires sont microscopiques, d’où le recouvrement des deux termes. Mais « micro-organisme » inclut aussi parfois de minuscules organismes pluricellulaires (certaines algues ou moisissures) et, par extension, les virus.
Les unicellulaires sont-ils primitifs ?
Non. Ils ont évolué aussi longtemps que nous et sont souvent très sophistiqués. Une paramécie possède des organites spécialisés pour manger, digérer, nager et expulser l’eau, et deux types de noyaux.