Les extrémophiles
TPE lycée Notre-Dame
Les Psychrophiles et Thermophiles
La température
La température est un indice de mouvement des molécules, c’est la raison pour laquelle on ne peut pas avoir une température plus basse que 273,15°C correspondant au Zéro absolu et donc à un mouvement nul. Les unités utilisées pour définir la température sont complètement arbitraires.
On peut attribuer à une température une couleur selon la loi de Wien. La loi de Wien s'applique aux sources chaudes ( aussi appelées corps noirs ) et permet de relier la température T d'une source chaude à la longueur d'onde de l'intensité lumineuse maximale λmax. Cette loi s'écrit sous la formule suivante:
λmax . T = 2,898 x 10-3
Dans cette formule λmax est en mètre ( m ) T est en
degré Kevin ( K ) La constante ( 2,898 x 10-3 est en
Kevin mètre ( K.m)
Premier thermomètre
En 1794, il fut admit une échelle de 0° à 100° . En effet, à l’époque les nombres négatifs n'était pas utilisés.
Il y a également l'échelle absolue, utilisée par les scientifiques dont l'unité est le Kelvin ou K : fusion 273,15°C, ébullition 373,15°C. Un degré K correspond à un degré Celsius, mais le zéro absolu est -273°C contrairement aux Kelvins où il vaut 0.
Les psychrophiles
La famille des psychrophiles désigne les extrémophiles vivant dans des milieux froids voire très froids (allant jusqu'à -15°C). Ce type d'extrémophile est le plus répandu sur notre planète à cause de l'abondance de milieux froids (abysses, pôles...).
Représentation graphique de la loi de Wien
Le tout premier thermomètre a été inventé à Florence en 1654 par le grand duc de Toscane. L'appareil qui était à alcool, portait 50 graduations. Il mesurait la thempérature de 7 à 40 degrés.
Par la suite, en 1717, le savant allemand Gabriel Fahrenheit (1686-1736) remplace l'alcool par du mercure. Il fixa 98,6° la température normale du sang et donne alors au thermomètre sa forme définitive.
Enfin, Celsius, un physicien suédois (1701-1744), construisit en 1742 un thermomètre à mercure qui marquait 100° au point de congélation de l'eau et 0° a sont point d'ébullition. Après la mort de Celcius , Linné inversa les extrémités, ce qui est plus logique.
Portrait de Jean Calvin
Manchot Empereur
On trouve dans cette famille principalement des êtres eucaryotes végétaux et animaux. De nombreuses espèces vivent en harmonie dans ce milieu très froid. Celles qui résistent le mieux sont les lichens mais on peut aussi trouver toutes les espèces de poissons abyssaux, les ours polaires ...
Lichen Antartica
Les thermophiles
Mais qu'est-ce que c'est ?
Les thermophiles sont des organismes pouvant se reproduire à une température supérieure à 55°C. On constate alors qu’il en existe différentes sortes.
Cela s’explique non seulement à cause de l’habitat et du mode de survie, mais aussi à cause de leur température moyenne de développement. Il y a donc des thermophiles modérés, et des thermophiles extrêmes.
Enfin il existe des hyperthermophiles, qui sont des sortes de “super-thermophiles” puisqu'ils peuvent se développer à des températures supérieures à 80°C.
On les trouve près de sources thermales.
Thomas Brock
Une découverte qui changera bien des choses
Les thermophiles on été découverts dans les années 50 par Thomas Brock né en 1929 à Cleveland aux Etats Unis.
A cette époque, très peu de scientifiques pensaient la vie possible au delà de 50°C. Brock partit au Yellowstone afin d’y analyser des micro-organismes. Il fut très étonné de trouver là-bas une riche vie microbienne, sous la forme de masses gélatineuses colorées. Il étudia aussi les bactéries qui se développent dans les sources à 82°C.
Leurs milieux de vie
On distingue plusieurs milieux propices à l'apparition des thermophiles :
Les sources thermales : Elles sont toujours situées à proximité de volcans en activité.
L’eau y est chauffée continuellement.
L'origine des sources chaudes est la remontée d'eau de pluie chauffée qui s'était infiltrée dans la roche.
Les geysers : Ils sont composés d’une cheminée et d’un réservoir. Le réservoir est une ancienne chambre magmatique.
Elle se remplit d’eau avec les écoulements d’eau de pluie, mais du fait que la chambre est très chaude (180°C), l’eau remonte rapidement à la surface.
Si les geysers explosent ainsi, c’est parce qu'il y a une différence de pression entre le réservoir (où est stockée l'eau) et la surface. L'eau remonte alors à la surface en prenant un volume très important : c'est un geyser.
Les fumeurs noirs : Ce sont des sortes de "mini-volcans" où leurs fumées, qui n'est qu'un dégagement de minéraux, vient chauffer l'eau environnante.
La découverte des fumeurs noirs permit de comprendre l’origine de la composition chimique des océans.
Ces volcans sous marins cachent aussi une abondante vie extrémophile au sein de leur fumée.
Pour résumer, voici une vidéo explicative !
Petite anecdote
La plupart des hyperthermophiles sont des archeobactéries qui vivent toutes dans des milieux extrêmes.
Elles furent découvertes en 1977 par Carl Woese. Les scientifiques définirent alors trois grandes classes d'être vivants :
les archées (archeobactéries), les eubactéries et les eucaryotes.
Les archées et eubactéries ont longtemps été regroupées sous le terme de procaryotes.