Caractéristiques des espèces anaérobies

« Anaérobie » signifie « sans métabolisme de l'oxygène ». La plupart des organismes multicellulaires possèdent des cellules, telles que les cellules musculaires, capables d'un métabolisme anaérobie temporaire. D'autres organismes, les anaérobies facultatifs, peuvent survivre temporairement dans un environnement anaérobie dans des circonstances particulières. Les espèces anaérobies vraies ou obligatoires doivent rester dans un environnement sans oxygène pour survivre.

Les anaérobies obligatoires sont définis par deux caractéristiques principales: ils se métabolisent sans oxygène et l'oxygène leur est toxique. Le métabolisme de l'oxygène est un processus complexe et multiphasique qui génère une série de sous-produits potentiellement toxiques, dont le peroxyde d'hydrogène. Les cellules aérobies ont développé de nombreuses adaptations protectrices pour décomposer ces toxines en produits finaux inoffensifs. Les espèces anaérobies ne l'ont pas fait. En présence d'oxygène, ils sont bientôt mortellement empoisonnés par ces toxines intracellulaires.

Les espèces anaérobies dépendent du métabolisme de fermentation. Dans les cellules aérobies, le glucose est transformé en carburant cellulaire primaire, l'adénosine triphosphate ou ATP, à l'aide de molécules d'oxygène. Ce n'est pas le cas chez les espèces anaérobies. Dans les cellules anaérobies, le métabolisme du glucose s'arrête à la formation de composés secondaires, ou produits de fermentation - des déchets, généralement des alcools, que les cellules doivent excréter. Par rapport au métabolisme aérobie, la fermentation n'est pas très efficace - les cellules anaérobies ne produisent que deux molécules de carburant ATP pour chaque molécule de glucose ingérée, tandis que les cellules aérobies en produisent 38.

Malgré son apparente inefficacité, le métabolisme de fermentation permet aux espèces anaérobies de vivre dans certains des environnements les plus extrêmes de la planète. Chacun occupe normalement un environnement hautement spécialisé et sans oxygène, tel que les eaux océaniques profondes, le sol non exposé ou les intestins des animaux. Étant donné que leur survie et leur croissance dépendent de l'absence d'oxygène, ils peuvent se répliquer rapidement lorsqu'ils sont introduits dans un environnement stable et sans oxygène. De nombreuses espèces anaérobies qui sont inoffensives dans leur habitat naturel deviennent des agents pathogènes dangereux lorsqu'elles sont introduites dans une espèce non naturelle, comme les tissus humains.

Les espèces anaérobies comprennent les archées produisant du méthane, des organismes unicellulaires sans noyau qui remontent aux origines de la vie sur Terre. De nombreuses bactéries sont également anaérobies, notamment les bacilles du groupe Bacilli, fusobacterium, clostridium et actinomyces, et les veillonella du groupe Cocci et certains streptocoques. Alors que certains existent normalement paisiblement dans le sol ou les intestins des animaux, ils prospèrent dans les zones de nécrose sanguine et tissulaire resserrée, où ils peuvent produire des infections mortelles. Les protozoaires anaérobies comprennent de nombreux parasites gastro-intestinaux et organismes gastro-intestinaux symbiotiques, y compris ceux qui permettent aux termites et aux bovins de digérer la cellulose. Il existe même quelques animaux multicellulaires anaérobies, membres du phylum Loricifera. Découverts pour la première fois dans une fosse océanique profonde, ces êtres minuscules vivent dans les sédiments océaniques, où ils mènent toute leur vie en l'absence d'oxygène.