 |
Des micro-organismes pour alimenter votre voiture, y avez-vous déjà pensé ? Le bioéthanol utilisé pour faire le plein est produit par fermentation microbienne, convertissant le sucre en un carburant renouvelable. Ce n’est pas si surprenant, étant donné que les combustibles fossiles proviennent principalement des micro-algues. À propos de combustibles fossiles, saviez-vous que les micro-organismes contribuent au nettoyage des marées noires ? En savoir plus sur ce que les nettoyeurs biologiques peuvent faire pour nous. |
||||
| Bactéries | Cyanobactéries | Diatomées | Mycobactéries | ||
La pollution est la "plus grande menace existentielle" pour l'homme, tuant 9 millions de personnes chaque année, ce qui représente environ 15 % de tous les décès dans le monde. Les pertes de bien-être dues à la pollution sont estimées à 4,6 billions de dollars par an et les mesures correctives classiques sont souvent basées sur des méthodes telles que l'excavation et l'élimination des déchets, dont les coûts sont estimés à plus de 6,5 milliards d'euros par an uniquement en Europe. Les micro-organismes sont considérés comme des approches alternatives rentables pour la dépollution associée (appelée phytoremédiation microbienne) ou non aux plantes. C'est pourquoi la bioremédiation est devenue une stratégie majeure pour restaurer les sites contaminés.
Les bactéries et les champignons peuvent dégrader de nombreux polluants tels que les pesticides, les herbicides, les hydrocarbures aromatiques et aliphatiques, les détergents, les produits d'hygiène et les médicaments. Cela est dû à la production multiple d'enzymes oxydantes et d'autres molécules dans leur métabolisme. Certains micro-organismes isolés dans des sols pollués ont développé des capacités particulières à dégrader les polluants. Il s'agit de bactéries et de champignons, mais aussi d'algues qui sont aujourd'hui utilisées pour la dépollution de nombreux sites terrestres et aquatiques pollués.
Bactéries
Shewanella oneidensis (LMG 19005T)
Shewanella oneidensis est une bactérie découverte dans les lacs de New York. Alors que la plupart des formes de vie (y compris nous) utilisent l'oxygène pour obtenir de l'énergie, S. oneidensis "respire" des molécules métalliques telles que le manganèse, le plomb et le fer, entre autres. Pour ce faire, un grand nombre de ces bactéries se regroupent et se fixent à la surface des roches contenant des métaux. Elles libèrent ensuite de longs filaments appelés nanofils, qu'elles utilisent pour se connecter directement au métal. De cette manière, les microbes transfèrent des électrons de l'intérieur de leur corps vers les molécules métalliques, et ce flux de courant électrique les maintient en vie. Parfois, les bactéries S. oneidensis font l'inverse et extraient les électrons de ces métaux, de sorte qu'elles vivent littéralement de l'électricité.
Oceanicaulis stylophorae (LMG 2723T)
Nous utilisons quotidiennement des substances chimiques, qui laissent une trace de contamination environnementale à mesure qu'elles s'accumulent. Le lindane, un insecticide utilisé dans l'agriculture après la Seconde Guerre mondiale, a contribué de manière significative à la pollution de l'environnement et présente des risques pour la santé humaine, notamment en ce qui concerne le cancer et le système nerveux central.
Voici Oceanicaulis stylophorae (LMG 2723T), une bactérie isolée de la démosponge Hymeniacidon perlevis qui a la capacité de dégrader le lindane. La force de cette bactérie peut être utilisée dans le cadre d'un processus appelé bioremédiation, qui consiste à exploiter la puissance des microbes pour réduire la pollution et assainir l'environnement !
Aliivibrio fischeri (LMG 26186)
Aliivibrio fischeri (anciennement Vibrio fischeri ), qui doit son nom à Bernhard Fischer, un bactériologiste allemand, est une bactérie Gram-négative, en forme de bâtonnet, flagellée et non pathogène, omniprésente dans les environnements marins subtropicaux et tempérés. Cette espèce bioluminescente est communément trouvée dans les organes lumineux de divers organismes marins, tels que le calmar hawaïen. Ces bactéries émettent de la lumière bleue (λ = 490 nm) par une réaction chimique appelée bioluminescence, qui implique l'oxydation d'une molécule appelée luciférine en présence de l'enzyme luciférase. La lumière produite par cette réaction remplit diverses fonctions pour l'organisme hôte, telles que le camouflage, l'attraction des proies et la communication. Dans la relation symbiotique entre Aliivibrio fischeri et le calmar hawaïen, la bactérie colonise l'organe lumineux du calmar et produit de la lumière en réponse à des indices environnementaux, tels que des changements dans le niveau de lumière ambiante. Cela permet au calmar d'adapter la luminosité de son corps à celle de l'eau environnante et d'éviter d'être détecté par les prédateurs. Une application industrielle d'Aliivibrio fischeri est le test d'inhibition de la bioluminescence, couramment utilisé pour évaluer l'écotoxicité de divers polluants environnementaux, y compris des produits chimiques, des métaux lourds et d'autres substances toxiques. Dans ces essais, la toxicité d'une substance est mesurée par sa capacité à inhiber la lumière produite par des bactéries bioluminescentes.
Les applications courantes sont le contrôle de la qualité de l'eau douce, de l'eau de mer, de l'eau saumâtre et de l'eau potable. Outre sa capacité à mesurer rapidement la toxicité, le test d'inhibition de la bioluminescence présente plusieurs autres avantages. Il est non invasif, car il ne nécessite pas de sacrifier les organismes testés, et il est très sensible, ce qui le rend utile pour détecter même de faibles niveaux de toxicité. En outre, il est facile à réaliser et peut être automatisée, ce qui le rend idéal pour les études à grande échelle.
BCCM/LMG propose la souche bactérienne LMG 26186 lyophilisée en différents volumes et formats, accompagnée d'une solution de réhydratation, conformément à la norme ISO 11348-3.
Cyanobactéries
Les cyanobactéries sont devenues des acteurs précieux dans le domaine de la biorestauration. Leur talent naturel pour la photosynthèse leur permet de convertir la lumière du soleil et le dioxyde de carbone en énergie et en matière organique. Elles peuvent donc être exploitées pour contribuer à la dépollution des environnements riches en CO2. Elles ont également démontré leur capacité à éliminer divers polluants, tels que les métaux lourds, de l'eau et du sol, en absorbant ces composés et en empêchant leur dispersion. Les cyanobactéries peuvent également contribuer à la réduction des excès de nutriments, tels que l'azote et le phosphore, dans les masses d'eau grâce à un processus appelé assimilation des nutriments. La capacité des cyanobactéries à réaliser la photosynthèse, à accumuler les métaux et à assimiler les nutriments fait d'elles des candidates précieuses pour les efforts de biorestauration.
Diatomées et autres microalgues
Nitzschia palea (DCG 0751)
La pollution de l'eau par les métaux lourds et les déchets organiques provenant, par exemple, de l'industrie et de l'agriculture, constitue un danger pour nos divers écosystèmes et pour notre propre santé. Une surabondance de ces métaux lourds, tels que le cadmium, le plomb et le manganèse, dans notre eau entraîne l'accumulation de ces métaux potentiellement toxiques dans l'ensemble de la chaîne alimentaire. Cependant, les techniques actuelles de traitement de l'eau sont souvent coûteuses et nécessitent beaucoup d'entretien. Les diatomées et autres microalgues apportent une solution à ce problème. Certaines microalgues se développent très rapidement dans des eaux (usées) riches en nutriments et peuvent absorber dans leurs cellules jusqu'à 10 % de leur biomasse totale en métaux lourds. Ainsi, après élimination des microalgues, les effets potentiellement nocifs des métaux lourds peuvent être atténués. Cette forme de bioaccumulation peut constituer une alternative rentable et respectueuse de l'environnement aux technologies actuelles visant à réduire la quantité de métaux lourds dans notre chaîne alimentaire.
Diatom mediated heavy metal remediation: A review. Marella et al., Bioresource Technology (2020).
Desmodesmus armatus (DCG 1000)
Les activités agricoles à grande échelle, telles que la production de viande et l'entretien du bétail, génèrent de grandes quantités de déchets organiques. Ces déchets, ainsi que la croissance et le transport des aliments destinés à ce bétail, augmentent la pression sur notre planète en raison de leur forte empreinte carbone. Les déchets organiques peuvent être traités par digestion anaérobie, mais celle-ci laisse comme sous-produit un digestat très riche en azote. Son utilisation comme engrais ne ferait qu'aggraver le problème de la surfertilisation des sols, ainsi que la pollution azotée des eaux souterraines associées aux champs. Desmodesmus armatus et Chlorella vulgaris ont prouvé qu'ils se développaient efficacement sur du digestat filtré sur papier. Tout en se développant sur l'excès de nutriments, la biomasse récoltée de ces microalgues peut constituer une alternative viable et peu coûteuse pour l'alimentation du bétail, réduisant ainsi l'empreinte carbone et la pollution de ces activités agricoles.
Mycobactéries
Mycobacterium vanbaalenii
Il y a de nouveaux héros en ville, et ils s'appellent les mycobactéries ! Ces champions de l'environnement sont dotés d'un incroyable superpouvoir : la biorestauration. Grâce à cette capacité extraordinaire, les mycobactéries peuvent intervenir et sauver la situation lorsqu'il s'agit d'assainir des environnements contaminés. Qu'il s'agisse de marées noires, de polluants chimiques ou de déchets toxiques, ces puissantes mycobactéries ont le pouvoir de décomposer et de dévorer toutes sortes de nuisances environnementales. Grâce à leurs enzymes spécialisées et à leur magie métabolique, elles transforment les substances dangereuses en sous-produits inoffensifs.
Les sols contaminés par des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) de poids moléculaire élevé ont une faible biodisponibilité. Le traitement avec Mycobacterium vanbaalenii PYR-1 peut entraîner une diminution de 15 % des PAHs, ce qui permet d'améliorer la germination des graines de 'bermudagrass' ou de 'switchgrass'.
