Microbiodiversité
Un nouveau regard
Bruno David
Laurent Palka
Éditions Matériologigues
Préface de Bruno David, président du MNHN (page 5)
Introduction (page 7)
La microbiodiversité : une biodiversité à part ?
Laurent Palka
Vers une biologie de la conservation de la microbiodiversité
Le vivant microscopique en question
À la recherche du réel microbien
Présentation de l'ouvrage
Première partie
La microbiodiversité au coeur de l'évolution : une nouvelle vision du vivant
Chapitre l (page 23)
La place des virus dans le monde vivant : le concept de virocell
Patrick Forterre et Morgan Gaïa
1] La vision traditionnelle des virus
2] La découverte des virus géants
3] Qu'est-ce qu'un virus ? La notion de cellule virale
4] Les virus : des organismes qui se reproduisent grâce à la production de virions
5] L'origine des virus
6] La place des virus dans l'arbre universel du vivant
7] Les grandes lignées virales
8] L'origine des virus « géants »
9] L'origine des virus eucaryotes et la topologie de l'arbre universel
10] Le rôle majeur des virus dans l'évolution cellulaire
11] Conclusion
Chapitre 2 (page 51)
Les associations dans l'évolution du vivant
Bruno de Reviers
1] Certains êtres vivants ont des cellules compartimentées
2] La théorie de l'endosymbiose
2.1] Les pionniers
2.2] L'avancée des connaissances au secours de la théorie
2.3] L'apport des séquences génétiques
2.4] L'endosymbiose s'accompagne d'un transfert des gènes du symbiote vers le noyau de l'hôte
2.5] L'origine unique des mitochondries et l'hypothèse des archézoaires
2.6] Le nombre d'événements d'endosymbiose à l'origine des plastes des archéplastidiées
3] L'extension de la théorie de l'endosymbiose
3.1] Le concept des endosymbioses primaire et secondaire
3.2] Les plastes dérivés d'algues vertes : l'hypothèse des cabozoaires
3.3] Les plastes dérivés d'algues rouges : l'hypothèse des chromalvéolés
3.4] l'hypothèse des endosymbioses successives : des emboîtements d'eucaryotes
3.5] Les multiples origines des plastes des dinophytes et les endosymbioses en série
3.6] Les plastes des apicomplexes et des chroméridés (alvéolés) : l'hypothèse rhodoplex
3.7] Les transferts latéraux de gènes liés à ces scénarios brouillent leur reconstitution
4] La cellule eucaryote ou l'association initiale
5] Les poupées russes ou l'évolution par association
6] Conclusion
Chapitre 3 (page 105)
De l'animal au végétal, les micro-organismes aux commandes : l'interaction supplantera-t-elle la notion d'organisme ?
Marc-André Selosse
1] Les microbes colonisant les organismes peuvent en façonner l'écologie
2] Les origines des infections microbiennes
3] Des avantages respectifs de la transmission verticale et horizontale
4] Des rôles variés du microbiote dans l'organisme hôte
5] L'évolution de l'interdépendance
6] Des limites de l'holobionte : vers les réseaux d'interactions
Chapitre 4 (page 123)
Les bactéries endosymbiotiques chez les insectes
Nathalie Becker
Préambule
1] Endosymbiose primaire : Buchnera aphidicola
2] Endosymbiose secondaire du genre Wolbachia
3] Rôle au cours de l'évolution des insectes
Chapitre 5 (page 135)
Les microbiotes humains
Claire Cherbuy, Unai Escribano-Vazquez, Philippe Langella et Muriel Thomas
1] Cartographie des microbiotes
2] Les microbiotes extra-intestinaux
2.1] Le microbiote cutané
2.2] Le microbiote pulmonaire
2.3] Le microbiote vaginal
3] Le microbiote intestinal
3.1] Composition et fonction
3.2] Impact du microbiote intestinal sur le corps humain
3.3] L'évolution du microbiote intestinal de la naissance à la vieillesse
4] Quelle place pour les microbiotes dans les situations pathologiques ?
4.1] Dysbioses du microbiote intestinal
4.2] La période postnatale : une fenêtre clé d'exposition aux micro-organismes ?
5] Les leçons à tirer de l'analyse du microbiote intestinal dans la population humaine au niveau mondial et dans les populations de primates non humains
5.1] Le microbiote intestinal peut-il être victime d'une modernisation sociétale ?
5.2] Un assemblage des communautés microbiennes forgé au cours de l'évolution
6] Effet des probiotiques, des prébiotiques et du transfert fécal sur le microbiote intestinal
7] Conclusion
Deuxième partie
La microbiodiversité au sein de l'écosystème : une approche du réel microbien
Chapitre 6 (page 161)
Les microbiomes de l'océan : une démarche à haut débit pour une compréhension globale et systémique
Lucie Bittner, Lionel Guidi, Samuel Chaffron et Damien Eveillard
1] Comment le séquençage haut débit a révolutionné notre vision de la microbiodiversité dans l'océan
2] L'expédition Tara Océans (2009-2013) : un échantillonnage et une logistique titanesques
3] Vers une océanographie biologique à haut débit
4] Les premiers résultats de Tara Océans (2015-2017)
4.1] Des catalogues de référence pour les organismes et les fonctions de l'océan
4.2] Des patterns de biodiversité à l'étude des processus du système océan
5] Les futures escales de l'océanographie moléculaire
5.1] De nouvelles données, de nouvelles études et les nouveaux défis à venir
5.2] Du métagénome à la modélisation du système océan
Chapitre 7 (page 187)
Microbiodiversité en milieux hypersalins
Alyssa Carré-Mlouka
1] Les habitats hypersalins sur Terre
1.1] Les environnements thalassohalins
1.2] Les environnements athalassohalins
2] Les grands groupes de micro-organismes
2.1] Les archées
2.2] Les bactéries
2.3] Les eucaryotes
2.4] Les virus
2.5] Répartition en fonction de la salinité
3] Adaptations à la salinité
3.1] Stratégie d'accumulation de solutés organiques ou stratégie « Salt-out »
3.2] Stratégie d'accumulation de solutés inorganiques ou stratégie « Salt-in »
4] Potentiel biotechnologique des micro-organismes halophiles
4.1] Les pigments
4.2] Les solutés compatibles
4.3] Autres composés
4.4] Propriétés métaboliques et applications alimentaires
4.5] Propriétés métaboliques et applications environnementales
5] Conclusions
Chapitre 8 (page 213)
La biogéographie des communautés microbiennes du sol à l'échelle de la France
Lionel Ranjard
1] L'initiative Réseau de mesure de la qualité des sols (RMQS)
2] Les outils modernes de caractérisation des communautés microbiennes
3] Distribution spatiale et déterminisme de la biomasse moléculaire microbienne
4] Distribution spatiale et déterminisme de la diversité taxonomique bactérienne
5] La relation aire-espèce appliquée aux communautés bactériennes
6] Distribution spatiale des phylums bactériens à l'échelle de la France
7] La biogéographie au service du diagnostic environnemental
8] Conclusion
Chapitre 9 (page 239)
La diversité des protistes dans le sol
Enrique Lara et Sina Adl
1] Protistes du sol et nutrition
1.1] Les phagotrophes
1.2] Les phototrophes
1.3] Les absorbeurs (osmotrophes)
1.4] Les parasites (et les parasitoïdes)
2] Patrons de diversité globale et locale
2.1] Diversité alpha
2.2] Diversité bêta
3] Conclusion
Troisième partie
La microbiodiversité dans u société : au service de l'humain
Chapitre 10 (page 255)
Les cyanobactéries, de l'oxygénation terrestre aux substances naturelles
Muriel Gugger
1] Les cyanobactéries, des microbes bien visibles
2] Les cyanobactéries : le phylum de bactéries à photosynthèse oxygénique
2.1] La répartition et l'impact des cyanobactéries sur la Terre
2.2] La morphologie au service de leur classification
2.3] La révolution génomique chez les cyanobactéries
3] Des cyanobactéries encore plus utiles pour l'humain
3.1] Un peu de métabolisme accessoire
3.2] Les producteurs d'énergie verte ou d'aliments
3.3] Les architectes de nouvelles molécules
3.4] La synthèse non ribosomale en question
4] En conclusion
Chapitre 11 (page 275)
Microbiodiversité et substances naturelles : quand les microbes se font chimistes
Bernard Bodo
1] Les microbes et la chimie de base
1.1] La synthèse du dioxygène : formation de l'atmosphère actuelle par la photosynthèse
1.2] Assimiler l'azote de l'atmosphère
1.3] La gestion du méthane : production et consommation
1.4] La chimie du soufre dans tous ses états
2] Les microbes à la cuisine : préparation et conservation de notre alimentation
2.1] La fermentation alcoolique
2.2] La fermentation acétique
2.3] La fermentation lactique
3] Les microbes aux champs
3.1] Utilisation de l'activité antagoniste des Trichoderma dans la lutte biologique
3.2] Dialogue moléculaire entre les plantes légumineuses et les bactéries fixatrices d'azote
3.3] Micro-organismes endophytes
4] Des molécules qui ont changé la médecine : la chimie fine des microbes
4.1] Découverte de la pénicilline
4.2] Découverte des autres antibiotiques
4.3] Les immunosuppresseurs
4.4] Des molécules contre le cancer
5] Les microbes producteurs de toxines : composés déplaisants produits par les micro-organismes
5.1] L'aflatoxine B1
5.2] La patuline
5.3] Les microcystines des cyanobactéries
5.4] La saxitoxine
5.5] Toxines de type polyéther produites par des dinoflagellés
6] Les microbes et les nouvelles biotechnologies
6.1] Biotransformations
6.2] La réaction de polymérisation en chaîne et les bactéries thermophiles
7] Conclusion
Chapitre 12 (page 307)
Les matériaux bio-inspirés. Quand la microbiodiversité inspire la science
Jacques Livage
1] La silice des diatomées
2] Des frustules nanostructurés
3] Les procédés sol-gel
4] Les matériaux hybrides
5] Des matériaux vivants
6] Coccolithes et mésocristaux
7] Conclusion
Chapitre 13 (page 321)
Le potentiel des micro-algues pour la chimie verte et les bioénergies
Josselin Lupette et Éric Maréchal
1] Les acides gras, les glycérolipides membranaires et le triacylglycérol
2] La diversité moléculaire des acides gras
3] La diversité moléculaire des glycérolipides membranaires et du triacylglycérol
4] Principes généraux de la biosynthèse des glycérolipides chez les micro-algues
4.1] Chez les micro-algues « endosymbiontes primaires » (Glaucophyta, algues rouges et algues vertes)
4.2] Chez les micro-algues endosymbiontes secondaires (y compris les diatomées et les eustigmatophytes)
5] Les acides gras à base de micro-algues : défis technologiques et applications prometteuses
6] Conclusions
Chapitre 14 (page 339)
Les biopiles microbiennes
Thomas Flinois et Frédéric Barrière
1] Les piles à combustible microbiennes
2] Connexion électrique du métabolisme bactérien à une anode
2.1] Importance des cytochromes de type c
2.2] Rôle des pili
2.3] Implications de médiateurs redox
3] Transferts d'électrons vers l'anode chez G. sulfurreducens
3.1] Transferts des électrons du cytoplasme à la membrane externe
3.2] Transferts des électrons de la membrane externe à l'accepteur insoluble
4] Transferts d'électrons de la cathode vers les bactéries
4.1] Première hypothèse : l'implication des enzymes sécrétées par le biofilm
4.2] Deuxième hypothèse : la catalyse indirecte médiée par le peroxyde d'hydrogène
4.3] Troisième hypothèse : le transfert d'électrons directement de la cathode aux micro-organismes
4.4] Quatrième hypothèse : les chimiolithotrophes : connexion entre la cathode et un biofilm
5] Conclusion
Glossaire (page 359)