Tapis microbien

Un tapis microbien est une pellicule multicouche constituée de micro-organismes, principalement des bactéries et des archées. Il correspond à un biofilm suffisamment épais pour que la cohérence entre les micro-organismes soit très forte et maintenue même lorsqu'on sépare ce tapis de son support d’accrochage. Ces tapis se développent aux interfaces entre différents types de matériaux, principalement sur des surfaces immergées ou humides, bien que quelques-uns survivent dans les déserts^[1]. Ils colonisent des environnements dont la température varie de −40 °C à 120 °C. Quelques-uns se trouvent sous forme d'endosymbiontes d'animaux.

Bien que ne dépassant pas quelques centimètres d'épaisseur au maximum, les tapis microbiens créent un large éventail d'environnements chimiques internes et sont donc généralement constitués de couches de micro-organismes qui peuvent se nourrir ou au moins tolérer les substrats chimiques dominants à leur niveau, et ces micro-organismes sont généralement des espèces étroitement apparentées. En conditions humides, les tapis sont généralement maintenus ensemble par des substances visqueuses sécrétées par les micro-organismes, et dans de nombreux cas, certains des micro-organismes forment des nappes de filaments emmêlés qui rendent le tapis plus dur. Les formes physiques les plus connues sont les tapis plats et les piliers en forme de boules appelés stromatolithes, mais il existe également des formes sphériques.

Les tapis microbiens constituent la première forme de vie sur Terre pour laquelle il existe de bonnes traces fossiles, à partir de 3500 millions d'années (Ma), et ont été les membres et les gardiens les plus importants des écosystèmes de la planète. À l'origine, ils dépendaient des cheminées hydrothermales pour en tirer de l'énergie et de la "nourriture" chimique, mais le développement de la photosynthèse a permis aux tapis de proliférer en dehors de ces environnements en utilisant une source d'énergie plus largement disponible, à savoir la lumière du soleil. L'étape finale et la plus importante de ce changement d'environnement a été le développement de la photosynthèse productrice d'oxygène, car les principaux apports chimiques pour la réaliser sont le dioxyde de carbone et l'eau.

En conséquence, les tapis microbiens sont les pionniers de la production de l'atmosphère que nous connaissons aujourd'hui, dans laquelle l'oxygène libre est un composant essentiel. À peu près au même moment, on pense qu'ils ont également été le lieu de naissance d'un type de cellule plus complexe, la cellule eucaryote, qui compose tous les organismes multicellulaires. Les tapis microbiens étaient abondants sur les fonds marins peu profonds jusqu'à la révolution du substrat Cambrien, lorsque les animaux vivant dans les mers peu profondes ont augmenté leurs capacités de fouissage et ont ainsi brisé les surfaces des tapis et laissé l'eau oxygénée pénétrer dans les couches plus profondes, empoisonnant les micro-organismes intolérants à l'oxygène qui y vivaient. Bien que cette révolution ait chassé les tapis microbiens des sols mous des mers peu profondes, ils prospèrent toujours dans de nombreux environnements où le creusage (de la part des organismes) est limité ou impossible, comme les rives et fonds marins rocheux, les lagunes hyper-salines et saumâtres, et se retrouvent sur les sols des océans profonds.

En raison de la capacité des tapis microbiens à utiliser presque n'importe quoi comme source d'énergie, il existe un intérêt considérable pour les applications industrielles des tapis, en particulier pour le traitement de l'eau et le nettoyage de la pollution.