Algues bleu-vert

Comme tous les autres procaryotes, les cyanobactéries sont dépourvues de noyau membranaire, de mitochondries, d’appareil de Golgi, de chloroplastes et de réticulum endoplasmique. Toutes les fonctions exécutées chez les eucaryotes par ces organites liés à une membrane sont exécutées chez les procaryotes par la membrane cellulaire bactérienne. Certaines cyanobactéries, notamment les formes planctoniques, possèdent des vésicules de gaz qui contribuent à leur flottabilité. Les caractéristiques chimiques, génétiques et physiologiques sont utilisées pour classifier davantage le groupe au sein du royaume. Les cyanobactéries peuvent être unicellulaires ou filamenteuses. Beaucoup ont des gaines pour lier d’autres cellules ou filaments en colonies.

Les cyanobactéries ne contiennent qu’une seule forme de chlorophylle, la chlorophylle a, un pigment vert. Elles contiennent en outre divers caroténoïdes jaunâtres, le pigment bleu phycobiline et, chez certaines espèces, le pigment rouge phycoérythrine. La combinaison de la phycobiline et de la chlorophylle produit la couleur bleu-vert caractéristique dont ces organismes tirent leur nom populaire. En raison des autres pigments, cependant, de nombreuses espèces sont en fait vertes, brunes, jaunes, noires ou rouges.

La plupart des cyanobactéries ne se développent pas en l’absence de lumière (c’est-à-dire qu’elles sont des phototrophes obligatoires) ; cependant, certaines peuvent se développer dans l’obscurité si l’approvisionnement en glucose est suffisant pour servir de source de carbone et d’énergie.

En plus d’être photosynthétiques, de nombreuses espèces de cyanobactéries peuvent également  » fixer  » l’azote atmosphérique, c’est-à-dire transformer l’azote gazeux de l’air en composés utilisables par les cellules vivantes. On trouve des fixateurs d’azote particulièrement efficaces parmi les espèces filamenteuses qui possèdent des cellules spécialisées appelées hétérocystes. Les hétérocystes sont des inclusions cellulaires à parois épaisses imperméables à l’oxygène ; ils fournissent l’environnement anaérobie (sans oxygène) nécessaire au fonctionnement des enzymes fixatrices d’azote. En Asie du Sud-Est, les cyanobactéries fixatrices d’azote sont souvent cultivées dans les rizières, éliminant ainsi la nécessité d’appliquer des engrais azotés.

La taille des cyanobactéries varie de 0,5 à 60 micromètres, ce qui représente le plus grand organisme procaryote. Elles sont largement distribuées et sont extrêmement courantes dans les eaux douces, où elles sont présentes en tant que membres du plancton et du benthos. Elles sont également abondamment représentées dans des habitats tels que les mares à marée, les récifs coralliens et les zones d’embruns ; quelques espèces sont également présentes dans le plancton océanique. Sur terre, les cyanobactéries sont courantes dans le sol jusqu’à une profondeur de 1 m (39 pouces) ou plus ; elles se développent également sur les surfaces humides des rochers et des arbres, où elles apparaissent sous forme de coussins ou de couches.

Les cyanobactéries prospèrent dans certains des environnements les plus inhospitaliers connus. On les trouve dans les sources chaudes, dans les lacs froids sous 5 m de banquise, et sur les surfaces inférieures de nombreuses roches dans les déserts. Les cyanobactéries sont souvent parmi les premiers colonisateurs de la roche nue et du sol. Divers types d’associations ont lieu entre les cyanobactéries et d’autres organismes. Certaines espèces, par exemple, se développent dans une relation mutualiste avec des champignons, formant des organismes composites appelés lichens.

Les cyanobactéries se reproduisent de manière asexuée, soit par fission binaire ou multiple dans les formes unicellulaires et coloniales, soit par fragmentation et formation de spores dans les espèces filamenteuses. Dans des conditions favorables, les cyanobactéries peuvent se reproduire à un rythme explosif, formant des concentrations denses appelées « blooms ». Les efflorescences de cyanobactéries peuvent colorer un plan d’eau. Par exemple, de nombreux étangs prennent une teinte verte opaque en raison de la prolifération de cyanobactéries, et les efflorescences d’espèces riches en phycoérythrine sont à l’origine de la couleur rouge occasionnelle de la mer Rouge. Les efflorescences de cyanobactéries sont particulièrement fréquentes dans les eaux qui ont été polluées par des déchets azotés ; dans ce cas, les surcroîts de cyanobactéries peuvent consommer une telle quantité de l’oxygène dissous de l’eau que les poissons et autres organismes aquatiques périssent.