Nutrition des microorganismes, aspect constitutif : CHONPS, macro et micronutriments minéraux, besoins spécifiques
1. Introduction
Intéressons nous à la composition élémentaire type (au sens de la classification périodique des éléments)
d'une cellule bactérienne (commme Escherichia coli par exemple).
On va commencer par classer la matière qui constitue la cellule en 3 catégories :
• L'eau, le solvant du vivant ;
• la matière organique (au sens de la chimie organique, des structures moléculaires covalentes
à squelette carboné) ;
• la matière retrouvée sous forme d'ions minéraux (en solution dans l'eau où associés
de façon plus ou moins labile à des molécules organiques).
La matière organique (hors ions minéraux associés de façon plus ou moins labile)
est constituée avec 6 éléments, 6 atomes : C, H, O, N,
P, S. Une compostion type en
% (masse/masse) étant 50% d'élément C ; 8% d'élément H ; 20% d'élément O ; 12% d'élément N ; 8% d'élément
H ; 3 % d'élément P et 1% d'élément S (le total est légèrement supérieur à 100% car
on a donné des valeurs types à la louche ...). Ou alors si on l'exprime en se ramenant à 1 atome de C contenu : pour
1 C il y a environ 1,9 H, 0,4 O, 0,28 N, 0,02 P,
0,04 S (vous pouvez vérifier la cohérence de la composition en % avec celle en atomes en utilisant les valeurs
des masses atomiques de C, H, O, N, P, S).
Evidemment la composition proposée ci-dessus est sensiblement variable
selon l'espèce et l'état physiologique.
Les ions minéraux du vivant sont très nombreux : Na+, K+, Cl-, Ca2+, Mg2+, H2PO4-/ HPO42-/PO43- (dans les cellules, on trouve ainsi l'élément P à l'état de phosphates inorganiques ou à l'état organique sous forme d'esters ou d'anhydride d'acide phosphorique) , Fe2+, Zn2+, Cu2+ , Mn2+...
Pour constituer sa matière organique, toute cellule vivante
doit disposer d'une source de C, d'une source de H, d'une source de O, d'une source de N,
d'une source de S et d'une source de P qu'elle doit pouvoir "bricoler chimiquement à sa sauce" pour se faire
ses molécules organiques particulières bien à elle.
Voyons donc cette affaire de plus près.