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Existe-t-il des autotrophes complètement autosuffisants ?


Existe-t-il des autotrophes complètement autosuffisants qui peuvent survivre et se reproduire indéfiniment en consommant exclusivement de la matière non organique (plus l'énergie du soleil ou des bouches thermiques, etc.) ? Je demande spécifiquement.


Cela dépend vraiment de ce que vous entendez par "matière organique". Aucune cellule ne sera capable de croître et de se reproduire sans une source appropriée d'atomes de CHON (plus des quantités moindres des autres éléments nécessaires).

Donc, si par matière organique vous entendez CHON+, alors non, tout a besoin de matière organique pour grandir et se reproduire.

Si par matière organique, cependant, vous entendez des matières organiques naturelles comme le sol ou les eaux souterraines, alors oui, il y a beaucoup de choses qui peuvent vivre de mélanges chimiques qui peuvent être produits par des moyens purement synthétiques. Un exemple simple est le milieu M9, qui est un milieu de culture bactérienne couramment utilisé.


Existe-t-il des autotrophes complètement autosuffisants ? - La biologie

À la fin de cette section, vous serez en mesure de :

  • Résumer le processus de la photosynthèse
  • Expliquer la pertinence de la photosynthèse pour les autres êtres vivants
  • Identifier les réactifs et produits de la photosynthèse
  • Décrire les principales structures impliquées dans la photosynthèse

Tous les organismes vivants sur terre sont constitués d'une ou plusieurs cellules. Chaque cellule fonctionne grâce à l'énergie chimique que l'on trouve principalement dans les molécules glucidiques (aliments), et la majorité de ces molécules sont produites par un seul processus : la photosynthèse. Grâce à la photosynthèse, certains organismes convertissent l'énergie solaire (lumière du soleil) en énergie chimique, qui est ensuite utilisée pour construire des molécules de glucides. L'énergie utilisée pour maintenir ces molécules ensemble est libérée lorsqu'un organisme décompose les aliments. Les cellules utilisent ensuite cette énergie pour effectuer un travail, comme la respiration cellulaire.

L'énergie tirée de la photosynthèse pénètre en continu dans les écosystèmes de notre planète et est transférée d'un organisme à un autre. Par conséquent, directement ou indirectement, le processus de photosynthèse fournit la majeure partie de l'énergie requise par les êtres vivants sur terre.

La photosynthèse entraîne également la libération d'oxygène dans l'atmosphère. Bref, pour manger et respirer, les humains dépendent presque entièrement des organismes qui effectuent la photosynthèse.

Concept en action


Autotrophes vs hétérotrophes

Un hétérotrophe est défini comme « un organisme dont les besoins nutritionnels proviennent de substances organiques complexes ». Ainsi, les humains et la plupart des animaux sont des hétérotrophes. En consommant de la matière organique et en la décomposant en énergie. Les hétérotrophes ne peuvent PAS produire leur propre énergie et dépendent entièrement de la consommation de nourriture.

Un autotrophe peut fabriquer sa propre énergie synthétiquement en utilisant des ingrédients simples dans son environnement. Une plante, utilisant la photosynthèse, est un autotrophe. La lumière du soleil est l'ingrédient simple. Il prend cet ingrédient simple et crée de l'énergie avec lui. Si jamais vous êtes confus entre les deux, le préfixe "auto" signifie "soi-même", si vous ne vous en souvenez pas, rappelez-vous simplement que autotrophes faire leur nourriture automatiquement.

Réponse:

Les hétérotrophes dépendent des autotrophes pour leur énergie car ils leur fournissent de la nourriture.

Explication:

Comme les hétérotrophes ne peuvent pas produire leur propre énergie, ils mangent des autotrophes pour l'énergie comme l'herbe, les baies, les noix ou tout autre aliment qu'ils trouvent dans la nature.

Réponse:

La lumière du soleil est absorbée par le pigment vert, la chlorophylle et l'énergie solaire est convertie en énergie chimique sous forme d'#"ATP"# .

Explication:

Les autotrophes captent la lumière du soleil par le pigment chlorophylle et est utilisé pour la synthèse de glucose #(C_6H_12O_6)# à partir de substances inorganiques simples comme #CO_2# et #H_2O# pendant photosynthèse.

La photosynthèse se déroule en 2 étapes :

1. La réaction de Hill

2. Réaction sombre

Réaction légère ou réaction de Hill consiste à capter la lumière du soleil et à convertir l'énergie solaire en énergie chimique sous la forme d'#"ATP"# . Cela se produit par décomposition de l'eau en ions #H^+# et #O^(2-)#. Ceci est appelé par photolyse de l'eau. Électrons excités de #O^(2-)# traversent une série de porteurs d'électrons, perdant de l'énergie lors de leur passage. Cette énergie est convertie en #"ATP"# . Les ions #H^+# restants réduisez #"NADP"# en #"NADPH"# .

#"ATP"# et #"NADPH"# produits lors de la réaction à la lumière sont utilisés dans la réaction à l'obscurité pour la réduction de #CO_2# en #C_6H_12O_6# .


Conversion de l'énergie

L'énergie peut être définie de manière simpliste comme la capacité de faire un travail. Tous les organismes ont besoin d'énergie pour exécuter un ensemble distinct de fonctions. Imaginez un pommier dans un jardin. Les arbres doivent propager leurs graines afin de former plus de copies d'eux-mêmes pour survivre.

Le pommier utilise l'énergie dérivée du soleil pour former des fruits. Un animal qui souhaite maintenant manger cette pomme, doit utiliser sa propre énergie pour cueillir, mordre et mâcher le fruit. Les graines à l'intérieur du fruit sont ensuite lâchées par les animaux dans le sol, qui poussent pour former de nouveaux pommiers.

Pour chaque action décrite ci-dessus, une réaction chimique a lieu à l'intérieur du corps qui transforme l'énergie d'une forme en une autre. Cette étude des flux d'énergie dans les organismes est appelée « bioénergétique ».

Chimie énergétique

Chaque organisme est unique dans la façon dont il utilise l'énergie. Cependant, il existe des points communs entre tous les organismes. La plupart des organismes obtiennent de l'énergie en brisant des molécules très complexes en molécules simples, libérant ainsi de l'énergie sous forme d'électrons.

L'élimination d'un électron d'une molécule se produit via oxydation, tandis qu'un ajout d'électron se produit par un processus appelé réduction. Le retrait d'un électron libère de l'énergie tandis que l'ajout d'un électron nécessitera de l'énergie.

Molécules d'énergie

La plupart des organismes vivants utilisent des molécules spécialisées comme porteurs d'électrons, comme une navette qui transfère les électrons d'un composé à un autre. Le nicotinamide adénine dinucléotide (NAD) peut basculer entre deux formes NAD+ (accepteur d'électrons) et NADH (donneur d'électrons). Fait intéressant, le complexe NAD perd ou gagne toujours des électrons par deux ! Flavin Adénine Dinucléotide (FAD) est un autre transporteur d'électrons qui est couramment utilisé par les plantes.

Comment les organismes stockent-ils l'énergie ?

Ce qui se produit après un organisme obtient de l'énergie ? Les cellules ne peuvent pas simplement stocker de l'énergie gratuite comme le font les machines dans les usines. Les machines ont généralement des pièces mobiles qui stockent de l'énergie potentielle. Mais une cellule est un système fragile. Toute énergie excessive pourrait générer de la chaleur qui pourrait détruire sa structure. Ainsi, les cellules stockent de l'énergie sous la forme d'une molécule composée appelée adénosine triphosphate (ATP), communément appelée la monnaie énergétique de la cellule.

L'énergie est obtenue à partir de l'ATP en utilisant un processus appelé hydrolyse. L'hydrolyse est l'endroit où une molécule d'eau a une désintégration d'une liaison chimique. L'énergie libérée par cette réaction chimique est ensuite utilisée pour libérer l'énergie de l'ATP.

Par conséquent, chaque action effectuée par l'organisme nécessite la dégradation continue de l'ATP. Collectivement, toutes les réactions chimiques qui se déroulent à l'intérieur des cellules afin d'acquérir, de stocker et de libérer de l'énergie sont appelées métabolisme. Les réactions métaboliques sont essentielles à la survie d'un organisme. Lorsque le métabolisme s'arrête, l'organisme meurt.


Bref résumé de la photosynthèse

La photosynthèse se déroule en deux phases principales, à savoir :

Phase dépendante de la lumière (réactions dépendantes de la lumière)

C'est la première phase de la photosynthèse et se déroule dans la membrane thylakoïde du chloroplaste.

Ici, deux photosystèmes connus sous le nom de photosystème I et photosystème II (PSI et PSII) contiennent une variété de pigments, notamment 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 produire du NADPH (nicotinamide adénine dinucléotide phosphate) et de l'ATP (adénosine triphosphate).

La première phase de la photosynthèse est dite 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). Grâce à cette énergie chimique, les plantes sont alors capables de synthétiser des matières organiques telles que des sucres.

Réactions indépendantes de la lumière

Chez les plantes, les réactions indépendantes de la lumière ont lieu en l'absence de lumière solaire. Étant donné 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 plus nécessaire étant donné que ces sources d'énergie fournissent l'énergie nécessaire à la synthèse du sucre. Ici, le cycle de Calvin est utilisé pour décrire les réactions indépendantes de la lumière.

Dans le cycle de Calvin, le dioxyde de carbone se combine avec le ribulose-1, 5-bisphosphate (RuBP) en présence de RuBP carboxylase/oxygénase, ( RuBisCo ) pour produire deux molécules d'acide 3-phosphoglycérique (3-PGA) qui est un composé à trois carbones. C'est la première étape de la réaction indépendante de la lumière et est connue sous le nom de fixation du carbone.

La deuxième phase est connue sous le nom de réduction et nécessite de l'ATP et du NADPH. Dans cette étape, 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 dite de 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 de réactions. Cette étape est alimentée par l'ATP qui agit comme source d'énergie.


Sommaire

Le processus de photosynthèse a transformé la vie sur terre. En exploitant l'énergie du soleil, la photosynthèse a permis aux êtres vivants d'accéder à d'énormes quantités d'énergie. Grâce à la photosynthèse, les êtres vivants ont eu accès à une énergie suffisante, leur permettant de développer de nouvelles structures et d'atteindre la biodiversité qui est évidente aujourd'hui.

Seuls certains organismes, appelés autotrophes, peuvent effectuer la photosynthèse, ils nécessitent la présence de chlorophylle, un pigment spécialisé capable d'absorber la lumière et de convertir l'énergie lumineuse en énergie chimique. La photosynthèse utilise du dioxyde de carbone et de l'eau pour assembler des molécules de glucides (généralement du glucose) et libère de l'oxygène dans l'air. Les autotrophes eucaryotes, tels que les plantes et les algues, ont des organites appelés chloroplastes dans lesquels la photosynthèse a lieu.


6 réponses 6

Nos ancêtres (lointains) ont évolué pour vivre dans l'océan avec une salinité, des nutriments, une température, etc. particuliers. Pour nous déplacer dans des environnements plus hostiles, nous avons développé des moyens de transporter cet environnement "parfait" avec nous à l'intérieur de notre corps. Par exemple, peu importe où vous allez, votre corps a toujours le même niveau de salinité que l'océan primordial, quelle que soit la quantité de sel ou d'eau que vous consommez (enfin, si vous êtes poussé à l'extrême, vous mourrez).

Il n'est pas difficile d'imaginer des créatures qui ont évolué dans un environnement "parfait" différent faisant de même, ni évoluant de la même manière pour le transporter dans des environnements encore plus difficiles que nous. Nous avons des exemples de vos traits 1-3 ici sur Terre, donc cela semble réglé.

Le trait 4 est l'endroit où cela devient difficile. D'après votre description (éditée), je pense que vous décrivez un symbiote photosynthétique. Le problème est que la photosynthèse ne produit pas beaucoup d'énergie par zone par rapport à la quantité d'énergie dont un animal a besoin juste pour maintenir l'homéostasie dans un environnement hostile, et encore moins pour faire quelque chose d'intéressant. Par exemple, XKCD a estimé qu'une vache photosynthétique ne pouvait couvrir que 4 % de ses besoins énergétiques. Une grande partie de cela est probablement la loi du cube carré, alors, et si nous l'inversions en un animal plat avec une bulle transparente pleine d'algues sur le dos ? Cela semble plausible.

Une créature pourrait-elle emporter avec elle son propre écosystème ?

Absolument. Comme certaines des autres réponses l'ont souligné, toute vie sur terre fait actuellement exactement cela. Votre idée pousse cela à l'extrême, mais la théorie fondamentale est bien fondée.

Quant à la probabilité que cela soit, je pense que cela n'a pas d'importance. Quelle est la probabilité que les eucaryotes aient incorporé un organisme séparé et simple (maintenant la mitochondrie) qui utilise de l'oxygène (toxique !) pour produire de l'énergie ? Bien sûr que c'est improbable, le concept même de la vie est improbable. Mais possible ? Très.

De quels traits aurait-il besoin pour que cela soit viable ?

La résistance aux radiations, comme vous l'avez mentionné, est certainement importante. La résistance aux radiations pourrait résoudre parfaitement un autre problème - la collecte d'énergie uniquement par la lumière. La photosynthèse utilisant des chloroplastes terriens ne va probablement pas le réduire en termes de production d'énergie brute. Un équivalent chloroplastique qui a évolué sur cette planète pourrait très bien être en mesure de tirer parti des niveaux de rayonnement intenses. Avec cette seule adaptation, votre créature peut résoudre ses problèmes d'énergie et de rayonnement.

Les adaptations à la résistance à la température sont plus facilement citées car il existe de nombreux exemples d'animaux ici sur terre qui parviennent à bien s'entendre dans des climats glacials. Cependant, pour incorporer davantage l'idée du biome interne, considérons un organisme interne qui métabolise un composé simple de manière très exothermique. Certes, cette chaleur n'est que de l'énergie qui aurait pu être utilisée ailleurs, mais le maintien d'une température stable pour que les autres symbiotes se développent semble utile. Pour obtenir des points bonus, faites du composé un déchet pour vous aider à résoudre vos problèmes de recyclage.

Maintenir une température interne stable et collecter suffisamment de rayonnement s'avérera être un équilibre délicat. À mesure que la surface augmente, l'absorption du rayonnement et la perte de chaleur augmentent également. Les cheveux interféreraient avec l'absorption du rayonnement, mais fourniraient une isolation précieuse.

Votre créature aurait également besoin d'un moyen de collecter des micronutriments qui ne sont pas disponibles sous forme de gaz dans l'atmosphère. Même si les plantes puisent leur énergie dans le soleil, elles doivent récupérer leurs nutriments dans le sol. Cela pourrait être l'une des parties les plus difficiles à comprendre, mais ne tue certainement pas l'idée. Vous voudrez peut-être aussi réfléchir à la façon dont cette créature se reproduit et à quoi ressemblent les jeunes. La petite progéniture aura du mal à maintenir l'équilibre thermique et présentera une surface suffisante pour collecter le rayonnement. La grande progéniture nécessite un investissement énergétique considérable de la part du parent, mais aurait probablement un meilleur changement de ne pas geler.

Dans l'ensemble, une idée de créature géniale qui retient définitivement l'eau (et d'autres créatures).

Cela ne me semble pas très plausible. Le problème est que l'organisme aura besoin de s'approvisionner en énergie quelque part pour pouvoir se déplacer et avoir un métabolisme actif. Emporter un biome avec vous pour répondre à ce besoin peut sembler une bonne idée, mais ce ne serait pas assez efficace. Par exemple, un éléphant adulte consomme 200 à 600 livres de nourriture par jour ou au moins une tonne par semaine.

Pour faire pousser cette quantité de nourriture, il faudrait une immense surface. Même avec des méthodes agricoles modernes, disons 1 à 8 tonnes/acre/an ne serait pas suffisant et un animal avec une empreinte d'un acre pèserait plus qu'un éléphant.

Pour rendre les choses encore plus difficiles, c'est un climat froid, donc la lumière du soleil est faible et ne favorise pas la production de masse de nourriture.

Le mieux que l'on puisse espérer serait un organisme qui hibernerait pendant la majeure partie de sa vie et se déplacerait très peu et très rarement, mais même alors, je doute qu'il y ait suffisamment d'énergie disponible pour soutenir l'organisme avec des exigences de croissance, une certaine mobilité, corporelle réparation et un certain métabolisme de base.

Je pense que cette question est plutôt terrestre. En cela, cela demande beaucoup de choses pour une créature extraterrestre qui n'a vraiment de sens que dans le contexte de la vie humaine ou terrestre. Et une sorte de vision du monde au niveau de l'organisme. Tout d'abord, les formes de vie portent elles-mêmes leur propre biome. Comme tous, c'est un peu ce qu'est une forme de vie multicellulaire. C'est beaucoup de cellules différentes qui travaillent ensemble de manière importante et coopérative. Je ne peux pas digérer la plupart des choses que je mange, mais il y a un tas de choses dans mon intestin qui peuvent transformer cela en choses. De plus, mon corps se réchauffe parce que la chimie est plus rapide dans la chaleur, une grande partie de cette chimie est faite par les mitochondries qui sont une créature différente de celle de mes cellules, ou de moi.

Notez donc que tout ce que vous demandez est parfaitement raisonnable et, dans une certaine mesure, ce que la vie fait bien. Nous vivons dans une atmosphère remplie d'oxygène, l'une des substances les plus corrosives connues sous le nom de communautés de cellules, et en coopération avec des bactéries, etc. Et les choses vivent dans des zones habitables. C'est pourquoi ces zones sont habitables, les choses y vivent. Les extrêmophiles sont souvent plus la règle que l'exception. La vie est bizarre comme ça.

La seule chose dont vous avez besoin est l'énergie. Vous avez une créature de la taille d'un ours qui mène un mode de vie nomade. Il a besoin d'énergie pour effectuer ce mouvement. Et généralement il aura tendance à avoir besoin d'une raison pour être nomade. Les animaux ne gaspillent pas d'énergie à se déplacer s'ils fabriquent leur propre nourriture. Les arbres ne sont pas connus pour être les créatures les plus rapides de la planète, en partie parce qu'ils fabriquent leur propre énergie. Mais, si certains arbres sont de la taille d'un ours, ils ne sont absolument pas nomades. Ils se dirigent un peu vers la lumière du soleil mais ce n'est certainement pas très rapide.

Les ours peuvent facilement engloutir 20 000 calories par jour, parfois jusqu'à 100 000 lorsque l'énergie est abondante, puis hiberner lorsqu'il fait froid. Alors, qu'est-ce qui, exactement sur votre planète, fournit cette énorme quantité d'énergie, dans un endroit particulier, où ces animaux doivent aller pour survivre ? Et s'il y a beaucoup d'énergie dans la neige, pourquoi n'y a-t-il pas d'autres créatures qui la mangent ?

Vous pourriez certainement les rendre aussi gros que des ours et actifs comme des roches aspirant l'énergie du rayonnement spatial, car ils vivent dans une relation commune avec un champignon cristallin, mais ce n'est pas vraiment nomade. Ou vous pouvez les rendre un peu actifs comme des ours, mais ils ont alors besoin de l'équivalent extraterrestre d'une tonne entière de poisson, ou d'un régime cohérent d'autres calories de source d'énergie par jour, ce qui ne nécessiterait alors pas vraiment la partie nomique de celui-ci. Ils pourraient très bien brouter une sorte de mousse consommant des radiations comme des trucs pour l'énergie, ou plutôt l'emporter avec eux d'une manière ou d'une autre.

Mais, il y aurait une raison pour laquelle la mousse consommant des radiations aurait besoin de se déplacer sur une créature semblable à un ours. Les plantes, parce qu'elles fabriquent leur propre nourriture, ne sont pas les espèces les plus coopératives. Vous pourriez être en mesure d'obtenir 3000 calories par jour à partir d'un rayonnement spatial intense, mais cette quantité réchaufferait certainement l'endroit de manière assez significative s'il devait tomber à la surface d'un ours. Y a-t-il autre chose, comme de la neige méthane et un tas d'oxygène autour? Si vous avez des produits chimiques qui peuvent libérer beaucoup d'énergie ensemble, vous pourriez certainement avoir de l'aide du biome pour la conversion en énergie utilisable.

1 Résistance au froid. - Ce n'est pas une chose. Si vous vivez de manière optimale à ces températures, elles ne sont pas froides pour vous en tant qu'organisme. Nous aimons les températures que notre corps maintient parce que nos réactions chimiques se déroulent bien à ces températures.

2 Un moyen de faire face à leur mauvaise ambiance. -- Ce n'est pas une chose. Si vous vivez avec une atmosphère mince, ce serait mauvais pour les humains, car nous avons besoin de respirer de l'oxygène et nous ne nous débrouillons pas bien avec le rayonnement solaire, mais si vous n'avez pas évolué pour cela, ce n'est pas quelque chose qui compte.

3 Adaptations pour survivre au rayonnement solaire. -- C'est une petite chose. En théorie, les trucs à haute énergie peuvent casser des choses complexes, mais l'oxygène est l'une des choses les pires et les plus destructrices et nous le respirons comme un patron. Et cela ressemble à beaucoup d'énergie nummy nummy.

4 Un biome intérieur pour produire de la nourriture et recycler les déchets -- Tous les corps le font. C'est la confiture de la vie. Si c'est quelque chose que vous pouvez recycler, faites-le. La production de nourriture est un problème. Puisqu'il faut encore obéir aux lois de la thermodynamique.

Vous pourriez le faire hiberner pendant environ 25 ans lorsque la mousse absorbant les radiations recouvrant son corps accumule suffisamment de réserves d'énergie pour alimenter son ours jusqu'aux frayères, et toutes les créatures coopératives ours/mousse vont avoir des bébés ours et des bébés mousse. Ou ayez de l'énergie supplémentaire autour. Peut-être que la mousse absorbant les radiations est parfaitement adaptée au pôle et ne peut pas se reproduire aussi loin au sud, et ce n'est qu'en chevauchant une créature ressemblant à un ours au sud puis au nord que cela pourrait réussir.

Appeler quelque chose d'inhospitalier est tout simplement faux sans contexte, les choses n'ont besoin que d'énergie, au-delà, la vie trouve un moyen. Rien d'autre de la planète ne vit là-bas parce que rien d'autre ne peut vraiment récolter l'énergie (quelle que soit l'énergie qu'elle possède). Mais, si des choses y vivent, elles sont à la fois hospitalières et habitables. Des choses comme les radiations, la chaleur, le froid et la pression atmosphérique semblent inhospitalières parce que nous, en tant qu'êtres humains, ne pouvons pas y vivre. Un extraterrestre qui y habiterait n'aurait aucun problème.

Ps. J'ai utilisé la mousse comme raccourci pour la seule substance radiotrophique que je connaisse de la Terre. Cela a très vite pris le rayonnement extrême d'une fusion nucléaire et l'a transformé en énergie. Parce que, encore une fois, ce ne sont pas des problèmes. Un tel rayonnement extrême n'est pas un problème, c'est une source de nourriture.


Exemples d'autotrophes et d'hétérotrophes

Exemples d'organismes autotrophes

Certains clairs exemples d'organismes autotrophes sommes:

Les plantes

Les plantes sont généralement des organismes photoautotrophes, à quelques exceptions près (comme les plantes carnivores, comme le piège à mouches de Vénus qui se nourrit de mouches). Grâce à la chlorophylle, il capte les photons de la lumière et produit des sucres et d'autres substances pour l'alimentation. Les plantes sont généralement consommées par des animaux hétérotrophes qui utilisent ces substances organiques.

Les algues vertes

Les algues vertes, comme le vert-de-gris ou certaines algues, sont des organismes photoautotrophes. En fait, les algues vertes proviennent d'anciennes cyanobactéries, un type d'algues vertes qui a commencé le processus de transformation de la Terre en une planète avec une atmosphère riche en oxygène.

Bactéries du fer

Ces organismes sont des chimioautotrophes. Un exemple est la bactérie Acidithiobacillus ferrooxidans , qui obtient de l'énergie à partir du fer ferreux, le transformant d'une forme insoluble à une forme soluble. Ces types d'organismes ont leurs applications en biohydrométallurgie et en extraction minérale qui ne peuvent pas être extraites par des moyens conventionnels.

Bactéries du soufre

chimioautotrophes, ils vivent dans des accumulations de pyrite, qui est un minéral fait de soufre, dont ils se nourrissent.

Exemples d'organismes hétérotrophes

Il existe beaucoup plus de catégories chez les organismes hétérotrophes que chez les autotrophes. Certains exemples d'organismes hétérotrophes sommes:

Herbivores

Ces organismes se nourrissent de plantes, c'est pourquoi ils sont aussi appelés consommateurs primaires. Grâce à ce régime, ils obtiennent, entre autres molécules, des glucides complexes tels que l'amidon ou la cellulose. L'amidon est facilement décomposé (la plupart des animaux ont de l'amylase), mais la cellulose (un composant des parois cellulaires végétales) nécessite une enzyme spéciale, la cellulase, qui se trouve spécifiquement dans les intestins des animaux herbivores ou par les organismes. intestins symbiotiques.

Des exemples d'animaux herbivores sont les vaches, les cerfs, les moutons et d'autres ruminants ou éléphants. Ceux qui se nourrissent de fruits ou de frugivores comme les oiseaux, les chauves-souris ou les singes sont également considérés comme des herbivores.

Carnivores

Ils se nourrissent de consommateurs primaires ou herbivores, ou d'autres carnivores, c'est pourquoi ils sont aussi appelés consommateurs secondaires et tertiaires. L'énergie qu'ils obtiennent est celle qui circule tout au long de la chaîne alimentaire, à commencer par les organismes autotrophes. Cette énergie est utilisée pour fabriquer ses biomolécules ou est stockée.

Des exemples d'organismes carnivores sont le lion, les serpents ou les requins. Les charognards tels que les vautours ou les cafards sont également des carnivores, car ils consomment de la viande d'animaux morts.

Les décomposeurs

Ils se nourrissent de matière organique morte à travers décomposition et absorption . Ces substrats dont ils se nourrissent peuvent être très divers, comme le bois, le fromage, la viande ou la litière. Des exemples d'organismes en décomposition sont des champignons ou de petits invertébrés. Les décomposeurs jouent un rôle important dans les cycles trophiques des écosystèmes, car ils agissent en permettant la recyclage des nutriments au sein des écosystèmes . De plus, ils sont importants pour l'homme sur le plan économique et alimentaire, car grâce à eux, nous pouvons produire certains aliments que nous consommons.

Champignons Et Protozoaires

ils absorbent le carbone organique de leur environnement. Ce sont des chimiohétérotrophes.

Bactéries sans soufre pourpre –

Ce sont des photohétérotrophes qui utilisent des acides organiques non soufrés pour l'énergie, mais tirent du carbone de la matière organique.

Héliobactéries

d'autres photohétérotrophes qui nécessitent des sources de carbone organique présentes dans le sol, en particulier dans les cultures de riz.

Bactéries oxydantes du manganèse

Un chimiohétérotrophe qui utilise des roches de lave pour l'énergie, mais s'appuie sur son environnement pour le carbone organique.


La base de la pyramide

Les organismes qui composent le niveau de base de la pyramide varient d'une communauté à l'autre. Dans les communautés terrestres, les plantes multicellulaires forment généralement la base de la pyramide, alors que dans les lacs d'eau douce, une combinaison de plantes multicellulaires et d'algues unicellulaires constitue le premier niveau trophique. La structure trophique de l'océan est construite sur le plancton, en particulier le phytoplancton (une flore qui utilise du dioxyde de carbone, libère de l'oxygène et convertit les minéraux en une forme que les animaux peuvent utiliser). Le zooplancton, comme le krill, joue également un rôle important, à la fois en tant que consommateur de phytoplancton et en tant que nourriture pour une grande variété d'animaux marins. Il y a quelques exceptions à ce plan général. De nombreux cours d'eau douce ont des détritus plutôt que des plantes vivantes comme base énergétique. Les détritus sont composés de feuilles et d'autres parties de plantes qui tombent dans l'eau des communautés terrestres environnantes. Il est décomposé par les micro-organismes et les détritus riches en micro-organismes sont mangés par les invertébrés aquatiques, qui sont à leur tour mangés par les vertébrés.

Les communautés biologiques les plus inhabituelles de toutes sont celles qui entourent les sources hydrothermales au fond de l'océan. Ces évents résultent de l'activité volcanique et du mouvement des plaques continentales, qui créent des fissures dans le fond marin. L'eau s'infiltre dans les fissures, est chauffée par le magma dans le manteau terrestre, se charge de sulfure d'hydrogène, puis remonte au fond de l'océan. Les bactéries oxydant le soufre ( chimioautotrophes) se développent dans l'eau chaude et riche en soufre entourant ces fissures. Les bactéries utilisent du soufre réduit comme source d'énergie pour la fixation du dioxyde de carbone. Contrairement à toutes les autres communautés biologiques connues sur Terre, l'énergie qui forme la base de ces communautés d'eau profonde provient de la chimiosynthèse plutôt que de la photosynthèse, l'écosystème est donc soutenu par l'énergie géothermique plutôt que par l'énergie solaire.

Certaines espèces entourant ces évents se nourrissent de ces bactéries, mais d'autres espèces ont formé des relations à long terme et réciproquement bénéfiques (symbioses mutuelles) avec les bactéries soufrées. Ces espèces hébergent les bactéries chimiotrophes dans leur corps et en tirent directement leur nutrition. Les communautés biologiques entourant ces évents sont si différentes de celles du reste de l'océan que depuis les années 1980, lorsque la recherche biologique sur ces évents a commencé, environ 200 nouvelles espèces ont été décrites, et il y en a beaucoup d'autres qui restent non décrites, c'est-à-dire non formellement décrits et donnés des noms scientifiques. Parmi les espèces décrites, il y a au moins 75 nouveaux genres, 15 nouvelles familles, un nouvel ordre, une nouvelle classe et même un nouveau phylum.


Dépendance solaire et production alimentaire

Certains organismes peuvent effectuer la photosynthèse, tandis que d'autres ne le peuvent pas. Un autotrophe est un organisme capable de produire sa propre nourriture. Les racines grecques du mot autotrophe signifient &ldquoself&rdquo (auto) &ldquofeeder&rdquo (troph). Les plantes sont les autotrophes les plus connues, mais d'autres existent, dont certains types de bactéries et d'algues (Figure (PageIndex<1>)). Les algues océaniques contribuent d'énormes quantités de nourriture et d'oxygène aux chaînes alimentaires mondiales. Plus précisément, les plantes sont photoautotrophes, un type d'autotrophe qui utilise la lumière du soleil et le carbone du dioxyde de carbone pour synthétiser de l'énergie chimique sous forme de glucides. Tous les organismes effectuant la photosynthèse ont besoin de la lumière du soleil.

Figure (PageIndex<2>). L'énergie stockée dans les molécules de glucides provenant de la photosynthèse passe par la chaîne alimentaire. Le prédateur qui mange ces cerfs obtient de l'énergie provenant de la végétation photosynthétique que le cerf a consommée. (crédit : Steve VanRiper, U.S. Fish and Wildlife Service)

Hétérotrophes sont des organismes incapables de photosynthèse qui doivent donc obtenir de l'énergie et du carbone de la nourriture en consommant d'autres organismes. Les racines grecques du mot hétérotrophe signifie &ldquoother&rdquo (hétéro) &ldquofeeder&rdquo (trophée), ce qui signifie que leur nourriture provient d'autres organismes. Même si l'organisme consommé est un autre animal, il fait remonter son énergie stockée aux autotrophes et au processus de photosynthèse. Les humains sont des hétérotrophes, comme le sont tous les animaux et les champignons. Les hétérotrophes dépendent des autotrophes, directement ou indirectement. Par exemple, un cerf obtient de l'énergie en mangeant des plantes. Un loup mangeant un cerf obtient de l'énergie qui provenait à l'origine des plantes mangées par ce cerf (Figure (PageIndex<2>)). En utilisant ce raisonnement, tous les aliments consommés par les humains peuvent être attribués aux autotrophes qui effectuent la photosynthèse.

Résumé de la photosynthèse

Photosynthèse nécessite la lumière du soleil, du dioxyde de carbone et de l'eau comme réactifs de départ (Figure (PageIndex<3>)). Une fois le processus terminé, la photosynthèse libère de l'oxygène et produit des molécules de glucides, le plus souvent du glucose. Ces molécules de sucre contiennent l'énergie dont les êtres vivants ont besoin pour survivre. Les réactions complexes de la photosynthèse peuvent être résumées par l'équation chimique illustrée à la figure (PageIndex<4>) ci-dessous.

Bien que l'équation semble simple, les nombreuses étapes qui ont lieu pendant la photosynthèse sont en réalité assez complexes. Chez les plantes, la photosynthèse a lieu principalement dans les chloroplastes des feuilles. Les chloroplastes ont une double membrane (intérieure et extérieure). Dans le chloroplaste se trouve une troisième membrane qui forme des structures empilées en forme de disque appelées thylakoïdes. Des molécules de chlorophylle, un pigment (une molécule qui absorbe la lumière) à travers lequel commence tout le processus de photosynthèse.

Figure (PageIndex<4>). Cette équation signifie que six molécules de dioxyde de carbone (CO2) se combinent avec six molécules d'eau (H2O) en présence de la lumière du soleil. Cela produit une molécule de glucose (C6H12O6) et six molécules d'oxygène (O2).

Les deux parties de la photosynthèse

La photosynthèse se déroule en deux étapes : les réactions dépendantes de la lumière et le cycle de Calvin. Dans le réactions dépendantes de la lumière la chlorophylle absorbe l'énergie de la lumière du soleil et la convertit ensuite en énergie chimique à l'aide de l'eau. Les réactions dépendantes de la lumière libèrent oxygène comme sous-produit de la division de l'eau. Dans le cycle de Calvin, l'énergie chimique dérivée des réactions dépendantes de la lumière entraîne à la fois la capture du carbone dans gaz carbonique molécules et l'assemblage ultérieur de molécules de sucre.

L'importance mondiale de la photosynthèse

Le processus de photosynthèse est d'une importance cruciale pour la biosphère pour les raisons suivantes :


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