Les Molécules dans les Milieux exrêmes
16. Mission bactéries Objectif : mettre en évidence la présence des
bactéries dans notre environnement habituel et mission d'en trouver en
Antarctique.
L'intérieur du continent antarctique où l'expédition se déroule, est un immense désert de glace apparemment sans vie. Pourtant en apparence seulement, car des organismes vivants ont réussi à s'adapter aux conditions extrêmes : des lichens que nous allons chercher pour la NASA et des bactéries.
Les bactéries sont des êtres unicellulaires microscopiques. Elles sont invisibles à l'œil, car trop petites, mais on peut les trouver dans tous les milieux: air, eau, sol, glace, sur les mains, sur les cheveux, sur les meubles, dans le lait …
Certaines sont "favorables" : elles permettent la fabrication des yaourts, elles contribuent à la digestion dans notre estomac ou elles décomposent tous les végétaux et organismes morts, et certains de nos déchets ménagers. D'autres sont "agressives", on dit qu'elles sont pathogènes pour l'homme, comme les microbes qui déclenchent des maladies et les bactéries qui dégradent les produits alimentaires les rendant propices aux intoxications alimentaires. On distingue ainsi les saprophytes qui dégradent la matière organique morte, les symbiotes qui vivent dans ou sur un organisme vivant pour le bénéfice des deux, les commensales qui ne nuisent par à leur hôte et les parasites qui sont nocives pour lui.
Pour les observer il faut un microscope, mais même avec cet instrument cela reste parfois difficile. Or, les bactéries se reproduisent par scissiparité, c'est à dire qu'elles se divisent en deux cellules identiques. Le meilleur moyen pour les mettre en évidence est donc de les placer dans des conditions favorables (un milieu nutritif riche et une température adéquate) pour qu'elles se multiplient et soient visibles à l'œil. C'est ce que nous allons faire dans l'expérience proposée ici.
Il existe également des bactéries dans les milieux extrêmes, comme celles découvertes par des chercheurs à 2300 m de profondeur dans l'océan Atlantique, vivant près de cheminées hydrothermales d'où s'échappe de l'eau brûlante. D'autres vivent dans le grand froid comme en Antarctique. L'expédition aura donc la mission d'y prélever des échantillons pour essayer de ramener des bactéries polaires.
- Les bactéries de notre environnement
Nous allons chercher des bactéries tout autour de
nous. Le principe de l'expérience est le suivant :
Culture de bactéries
Mise en évidence de la présence de bactéries dans des milieux différents.
Matériel nécessaire
- Des boîtes de Pétri.
- Des tubes à essai.
- Un flacon en verre.
- Des cubes de bouillon de viande.
- 20 g de gélose.
- Du coton hydrophile.
- Une casserole.
- Un auto-cuiseur.
- Une étuve.
- Un thermomètre.
- Du fil de fer.
- Une flamme.
Marche à suivre
Préparer des milieux de culture dans les tubes à essai et les boîtes de Pétri
- Préparer le bouillon de viande avec des cubes et de l'eau.
- Faire bouillir 5 minutes.
- Ajouter la gélose et faire bouillir 5 à 10 minutes. La gélose est un produit non nutritif qui va rendre le milieu de culture solide.
- Verser 2 à 3 cm3 du mélange dans plusieurs tubes à essai, puis les boucher avec du coton.
- Garder le reste du mélange nutritif dans un flacon qu'il faut aussi boucher avec du coton.
- Stériliser les tubes à essai, le flacon et les boîtes de Pétri vides dans un auto-cuiseur pendant 15 minutes. Les boîtes de Pétri auront été auparavant enveloppées dans du papier aluminium pour éviter que leur intérieur ne devienne humide.
- Laisser refroidir les tubes à essai en position inclinée. Lorsque le mélange est refroidi la surface du milieu devenue solide est plus grande que si on avait laissé le tube refroidir en position verticale.
- Faire refroidir le flacon dans un bain-marie à 45°C, puis verser le mélange encore liquide dans plusieurs boîtes de Pétri stériles. Laisser le milieu se solidifier et retourner les boîtes pour empêcher l'eau condensée de s'accumuler sous le couvercle et de retomber sur le mélange nutritif.
Nous avons maintenant plusieurs milieux de culture prêts à l'emploi.
Ensemencer les milieux de culture
Nous allons rechercher des bactéries dans divers
endroits en ensemençant d'échantillons les tubes et les boîtes de
Pétri. La technique consiste à ouvrir une boîte de Pétri, à
l'ensemencer, puis à refermer immédiatement le couvercle. Des idées : Pour les tubes à essai il est nécessaire d'avoir un
fil à ensemencer. Il suffit d'utiliser un bout de fil de fer dont on
passe l'extrémité chaque fois à la flamme et que l'on laisse refroidir
une minute. On le trempe alors dans un liquide, on ensemence le milieu du
tube à essai que l'on referme aussitôt. Des idées :
Faire se multiplier les bactéries
- Placer les tubes et les boîtes de Pétri à l'étuve à 37°C pendant 48 heures.
- Observer ensuite les milieux de culture pour savoir si des colonies bactériennes se sont développées.
- Analyser la présence ou l'absence de bactéries dans les échantillons prélevés.
B. Les bactéries en Antarctique Les bactéries qui vivent dans les régions polaires
sont dites psychrophiles, elles se sont adaptées au froid et
peuvent se multiplier entre des températures de -12°C et +20°C. On les
trouve dans le sol, dans la glace et dans l'eau. Notre mission, lors de l'expédition, va consister à
chercher des échantillons là où le sol est présent, mais aussi dans
les endroits comme des anfractuosités où un dépôt de matière
organique a pu se faire, ou encore là où une coloration suggère la
présence de pigments chlorophylliens. Les échantillons seront prélevés à l'aide d'un
couteau préalablement flambé à l'alcool et seront introduits dans des
petits flacons stériles. Ils seront conservés à une température
inférieure à 0°C et seront ramenés à Bruxelles pour être confiés au
chercheur Nicolas Glansdorff, directeur de l'Institut de recherches
microbiologiques Jean-Marie Wiame. Il pourra alors nous dire si nous avons
réussi notre challenge de ramener des bactéries de l'Antarctique et nous
les montrer. Il utilisera ensuite ces échantillons pour ses recherches
sur les bactéries polaires, dont l'inventaire au contraire des autres
types de bactéries est très en retard.
