qu’est-ce que les autotrophes?
les autotrophes sont tous les organismes capables de produire leur propre nourriture. Pour la plupart, cela est réalisé en utilisant l’énergie lumineuse, l’eau et le dioxyde de carbone. Plutôt que d’utiliser l’énergie du soleil, certains utilisent l’énergie chimique de faire leur propre nourriture.
tous les autotrophes utilisent des matériaux non vivants (sources inorganiques) pour fabriquer leurs propres aliments., En raison de leur capacité à fabriquer leur propre nourriture, les autotrophes sont également communément appelés producteurs primaires et occupent donc la base de la chaîne alimentaire. Ils varient considérablement de ceux trouvés sur terre (sol) à ceux qui vivent dans les milieux aquatiques.,d= »92bf61201a »>
Some examples include:
- Algae
- Cyanobacteria
- Maize plant
- Grass
- Wheat
- Seaweed
- Phytoplankton
* Foodchain – Food chain refers to a linear sequence through which food energy istransferred when one organism consumes another., Cette chaîne est divisée endifférents niveaux trophiques/nutritionnels.
étant donné que les autotrophes ne dépendent pas de la matière organique et sont capables de fabriquer leur propre nourriture à partir de sources inorganiques, ils occupent la base de la chaîne alimentaire (premier niveau trophique / nutritionnel) avec les herbivores et les carnivores (ainsi que les omnivores) occupant respectivement les deuxième et troisième niveaux trophiques.,
Types D’autotrophes
bien qu’il existe une grande variété d’organismes qui sont classés comme autotrophes, il existe deux types principaux basés sur la façon dont ils produisent leur nourriture. Ces organismes vivent dans des environnements différents etutiliser différents mécanismes (et matériaux) pour produire de l’énergie.,
The two types are:
- Photoautotroph
- Chemoautotroph
Phototrophs/Photoautotrophs
Basically, phototrophy involves the use of lightenergy (from the sun) for photosynthesis., Ici, l’énergie lumineuse obtenue à partir du Soleil est utilisée pour produire des matières alimentaires (matières organiques) à partir de dioxyde de carbone etl’eau.
la plupart des organismes qui utilisent cette méthode pour produire des aliments ontchloroplaste (lié à la membrane) ainsi qu’un noyau lié à la membrane. En tant que tel, ilssont des organismes eucaryotes.
il existe divers procaryotes qui sont également aptes à la photosynthèse. Cela comprend un certain nombre de bactéries.,
Examples ofphototrophs/photoautotroph include:
- Higher plants (maize plant,trees, grass etc)
- Euglena
- Algae (Green algae etc)
- Bacteria (e.g.,
* tous les photoautotrophes ont de la chlorophylle (autres pigments équivalents qui leur permettent d’absorber l’énergie lumineuse) qui leur permet de capter l’énergie lumineuse
* les cyanobactéries sont le seul type de bactériesqui peut produire de l’oxygène pendant la photosynthèse alors que d’autres bactéries ne le peuvent pas(les raisons en seront expliquées ci-dessous en détail)
phototrophes et photosynthèse
comme mentionné, tous les photoautotrophes ont de la chlorophylle.,Alors que certains comme les cyanobactéries peuvent ne pas avoir un chloroplaste qui contient thechlorophylle, ils ont chlorophylle en place pour capturer l’énergie lumineuse à utiliser pour la photosynthèse.
chez les plantes supérieures, la photosynthèse a lieu dansla couche mésophylle de la feuille où se trouvent les chloroplastes. Le dioxyde de carbone requis pour la photosynthèse pénètre dans la couche de mésophylle et dans le chloroplaste à travers de petites ouvertures sur les feuilles appelées stomates.,
typiquement, ces ouvertures sont situées sous les feuilles pour minimiser la perte d’eau pendant la transpiration. Alors que le dioxyde de carbone est absorbé par les stomates, l’eau estsorbé par osmose du sol (par des poils racinaires spécialisés). L’eau estpuis transporté vers les feuilles(et d’autres parties de la plante) à travers le xylème (l’un des tissus vasculaires des plantes).
dans le chloroplaste, la chlorophylle est située dans la membrane la plus interne connue sous le nom de membrane thylakoïde., Ce pigment capte / absorbe les longueurs d’onde rouges et bleues de la lumière (spectres visibles) qui produisent l’énergie nécessaire à la photosynthèse.,
plus d’informations sur les chloroplastes ici
bref résumé de la photosynthèse
la photosynthèse se produit en deux phases principales, cesinclure:
phase dépendante de la lumière (réactions dépendantes de la lumière)
il s’agit de la première phase de la photosynthèse et a lieu dans la membrane thylakoïde du chloroplaste.,
ici, deux photosystèmes connus sous le nom de photosystème I et photosystème II (PSI et PSII) ont une variété de pigments, y compris une molécule de chlorophylle qui absorbe l’énergie lumineuse.Cela fournit l’énergie nécessaire pour déplacer les électrons des molécules d’eau à travers les photosystèmes pour fabriquer du NADPH (Nicotinamide adénine dinucléotide phosphate)et de l’ATP (adénosine triphosphate).
la première phase de la photosynthèse est considérée comme dépendante de la lumière car elle n’a lieu qu’en présence de la lumière du soleil.,Le but principal de cette phase est de convertir l’énergie lumineuse du soleil en énergie chimique (ATP et NADPH). En utilisant cette énergie chimique, les plantes peuvent ensuite synthétiser des matières organiques telles que les sucres.
réactions indépendantes de la lumière
chez les plantes, les réactions indépendantes de la lumière ont lieu en l’absence de lumière du soleil. Parce que la première phase (réactions dépendantes de la lumière)a produit avec succès de l’énergie sous forme D’ATP et de NADPH, la lumière du soleil n’est pas plus nécessaire étant donné que ces sources d’énergie fournissent l’énergie requise pour la synthèse du sucre., Ici, le cycle de Calvin est utilisé pour décrire la lumière-independentréactions.
dans le cycle de Calvin, le dioxyde de carbone se combine avec le ribulose-1, 5-bisphosphate (RuBP) en présence de L’enzyme RuBPcarboxylase/oxygénase (RuBisCo) pour produire deux molécules d’acide 3-phosphoglycérique (3-PGA) qui est un trois-composé de carbone.C’est la première étape de la réaction indépendante de la lumière et est connue sous le nom de carbonfixation.
la deuxième phase est appelée réduction et nécessite de L’ATP et du NADPH., Dans ce stade, les deux sources d’énergie fournissent l’énergie nécessaire pour convertir l’acide 3-phosphoglycérique en glycéraldéhyde-3-phosphate (G3P) qui est un sucre à trois carbones.
enfin, dans la troisième étape appelée régénération, certaines molécules de glycéraldéhyde-3-phosphate sont utilisées pour produire des molécules de sucre(glucose) tandis que d’autres sont recyclées afin de régénérer RuBP pour plus d’actions. Cette étape est alimentée par l’ATP qui agit comme source d’énergie.,
Chlorophyll
For photoautotrophs, chlorophyll is a veryimportant pigment. This is because it helps capture sunlight that is then usedduring photosynthesis. All organisms that carry out photosynthesis havechlorophyll.,
il existe deux principaux types de chlorophylle, notamment:
chlorophylle a – la chlorophylle A est la chlorophylleet la plus commune peut être trouvée dans la majorité des photoautotrophes y compriscyanobactéries, plantes supérieures et algues. La chlorophylle (a) capture la lumière bleu-violet et orange-rouge (à 675 Nm) tout en réfléchissant la lumière verte (apparaissant ainsi de couleur verte). L’énergie de ces longueurs d’onde est ensuite utilisée pour la photosynthèse.,
Chlorophylle B – La Chlorophylle B est commune dans les algues et les planteset capte la lumière verte (à 640 nm). Dans les organismes dans lesquels elle se trouve,la chlorophylle b transmet l’énergie de la lumière à la chlorophylle a agissant ainsi pour compléter la chlorophylle A. Elle est particulièrement utile lorsqu’il y a peu de lumière qui absorbe un spectre plus large que la chlorophylle A. en conséquence, elle est produite en abondance dans les cas où la lumière du Soleil est limitée.,
* selon la quantité de lumière disponible,la chlorophylle peut être oxydée pour produire de la chlorophylle b
photosynthèse anoxygénique
pendant la photosynthèse, les photoautotrophes utilisent du dioxyde de carbone et de l’eau pour produire des molécules de sucre et de l’oxygène. Cette réactionest alimenté par l’énergie lumineuse (l’énergie lumineuse est utilisée pour produire de l’énergie chimique).,
la photosynthèse peut être présentée en utilisant la formule suivante:
6co2 (dioxyde de carbone) + 6H2O (eau) C6H12O6(sucre de glucose) + 6O2 (oxygène)
cette réaction est fréquente chez de nombreuses plantes supérieures, les algues ainsi que les cyanobactéries. Alors que les cyanobactéries sont capables de produire de l’oxygène et du sucre comme produit final, d’autres bactéries ne sont pas capables de produire de l’oxygène., En conséquence, les cyanobactéries sont les seules bactéries qui ont montré être capables de produire de l’oxygène pendant la photosynthèse.
les bactéries qui ne produisent pas d’oxygène pendant la photosynthèse sont connues comme des anaérobies obligatoires alors qu’elles produisent par un processus appelé photosynthèse asanoxygénique.,
Certains des organismes qui utilisent ce mécanisme toproduce comprennent:
- Les bactéries violet
- bactéries Vertes sulfureuses
- Heliobacteria
- Chloroflexi
Alors que ces organismes utilisent l’énergie de la lumière toproduce leur propre énergie, ils n’utilisez pas de l’eau comme source de protons.Au contraire, des gaz tels que le sulfure d’hydrogène sont utilisés pour la réduction., Pour de tellesorganismes tels que les bactéries soufrées vertes, des pigments tels que la bactériochlorophylle (a)et (b) absorbent l’énergie lumineuse qui est ensuite utilisée ou la réaction de photosynthèse.
Chimiotrophes
alors que les photoautotrophes obtiennent leur énergie du soleil, les chimiotrophes n’ont pas besoin du soleil et obtiennent ainsi leur énergie de diverses molécules disponibles dans leur environnement.
les Chimiotrophes sont divisés endeux groupes, y compris les chimioorganotrophes (utilisent des molécules organiques comme source d’énergie) et les chimiolithotrophes qui utilisent des molécules inorganiques., Ici, nous nous concentrerons sur les chimiolithotrophes étant donné qu’ils n’utilisent pas de molécules organiques pour produire de l’énergie.
ces organismes sont également connus sous le nom de lithotrophsand comprennent diverses bactéries, y compris les bactéries nitrifiantes et bacteriafound dans les vers tubulaires dans les niveaux de la mer profonde. Alors que ces organismes vivent dansenvironnements où il n’y a pas de lumière du soleil, il y a suffisamment de matériel inorganique pour la biosynthèse.
essentiellement, la biosynthèse implique l’oxydation du matériau inorganique., Ici, les chimiolithotrophes (cellules) absorbent l’électron (fer, soufre élémentaire et sulfure d’hydrogène, etc.) qui sont ensuite oxydés pour produire de l’énergie.
par exemple, l’oxydation du sulfure d’hydrogène produit des électrons qui sont transportés à travers la chaîne de transport d’électrons pour la phospholyration oxydative qui produit de l’énergie ATP. L’énergie chimique sous forme D’ATP est ensuite utilisée en biosynthèse pour fixer le carbone afin de produire des composés organiques.,
* Ce processus est différent de photosynthesiswhere autotrophes sont capables de produire leur propre énergie en utilisant l’énergie de thesun (lumière du soleil). Parce que les chimiolithotrophes n’ont pas accès à la lumière du soleil, ils doivent compter sur des matériaux inorganiques dans leur environnement.
Importance
Comme mentionné, autotrophes sont les principaux producersand donc occuper la base de la chaîne alimentaire au premier niveau trophique.,Cela les rend très importants dans la nature étant donné que tous les autres organismes qui ne sont pas un producteur primaire comptent sur eux pour leur survie. Par exemple, les herbivores dépendent des plantes pour leur énergie et mangent diverses plantes (herbe,maïs, feuilles, etc.) comme source de nourriture.
les carnivores et les omnivores dépendent des plantes et de la viande comme source de nourriture et d’énergie. Sans les autotrophes, qui sont les producteurs primaires, tous ces autres organismes aux niveaux trophiques supérieurs ne survivraient pas parce que la chaîne alimentaire dans son ensemble dépend des producteurs primaires.,
en plus d’être simplement la source de nourriture et d’énergie, ils sont également importants d’autres manières. Les bactéries thioautotrophes qui vivent dans le ver à tube géant (riftia pachyptila)utilisent du sulfure d’hydrogène (oxydation) pour produire du NADPH et de l’ATP qui sont ensuite utilisés pour synthétiser la matière organique. Il est utilisé comme source d’énergie par le ver.
il s’agit d’une relation symbiotique qui permet aux deux organismes de vivre et de s’améliorer mutuellement., Ici, par conséquent, ce type d’autotrophie bénéficie aux organismesqui vivent dans des environnements difficiles tels que la mer profonde.,div id= »77e249cdf7″>
différence entre les hétérotrophes et les autotrophes
il existe un certain nombre de différences entre les hétérotrophes et les autotrophes, notamment:
les autotrophes (pour la plupart) utilisent des matériaux inorganiques pour produire des composés organiques alors que les hétérotrophes ne peuvent pas – lorsqu’ils utilisent des matériaux tels que le dioxyde de carbone et L’eau pour produire des composés organiques tels que le glucose, les hétérotrophes sont simplement des consommateurs qui ont besoin de matériaux organiques (composés organiques) comme source d’énergie.,
les autotrophes (phototrophes) ont une orchlorophylle de chloroplaste ou l’équivalent de pigments de chlorophylle alors que les hétérotrophes n’en ont pas – ils ont besoin pour absorber l’énergie lumineuse pour la photosynthèse.
comme les hétérotrophes ne peuvent pas réaliser ce processus,ils n’ont ni n’ont besoin de ces pigments., Les autotrophes qui n’utilisent pas d’énergie lumineuse n’ont pas ces pigments, mais peuvent utiliser des matériaux inorganiques pour fabriquer leur propre nourriture comme source d’énergie
dioxyde de carbone – une majorité d’autotrophes ont besoin de dioxyde de carbone pour synthétiser leur propre nourriture comme source d’énergie. C’est-à-dire que le dioxyde de carbone est pour la plupart la source de carbone nécessaire à la production de molécules à base de carbone (molécules organiques comme le glucose).,
le dioxyde de Carbonene sert pas le même but chez les hétérotrophes comme les êtres humains, les vaches ou les porcsetc (chez ces hétérotrophes, le dioxyde de carbone aide à des fonctions telles que la vasodilationetc).,
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Alan R. Hemsley and Peter Robert Bell. GreenPlants: Their Origin and Diversity. Originally published: 28 September 2000.
Beale, Samuel I., « Enzymes of ChlorophyllBiosynthesis. » Photosynthesis Research 60 (1999): 43-73.
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