132 5 • Diversité biologique et fonctionnement des systèmes écologiques
5.8 RÔLE DE LA DIVERSITÉ BIOLOGIQUE
DANS LES CYCLES BIOGÉOCHIMIQUES
La productivité des écosystèmes dépend étroitement de la disponibilité
en éléments nutritifs qui contrôlent la production primaire à la base des
chaînes trophiques. Or la circulation des éléments nutritifs est sous le
double contrôle de processus de nature chimique et des composantes
biologiques de l’écosystème. Il est maintenant évident que les organismes
vivants jouent un rôle important dans la dynamique des nutriments. Ce
rôle qui avait été ignoré pendant longtemps par les géochimistes est
apparemment complexe, et nous sommes encore loin d’en connaître
toutes les implications. De nombreuses fonctions comme la nitrification
et la dénitrification, la fixation d’azote, la méthanogenèse, la dépollution,
en dépendent.
5.8.1 La fixation biologique de l’azote
L’azote est l’élément constitutif des plantes le plus important après le
carbone. Pourtant, la concentration des formes azotées assimilables
par les végétaux dans le sol ou dans les eaux (ammonium, nitrates,
composés organiques simples) est souvent insuffisante pour assurer la
croissance des végétaux. Le complément d’azote vient de la fixation
biologique de l’azote moléculaire ou diazote (N 2 ), constituant majeur
de l’atmosphère. Ce dernier est un gaz chimiquement inerte qui ne
peut être utilisé que par certains micro-organismes Procaryotes appelés
fixateurs d’azote. La fixation biologique d’azote est ainsi le mécanisme
principal permettant d’introduire l’azote dans la biosphère: environ
175 millions de tonnes d’azote atmosphérique sont fixés annuellement
par les micro-organismes, alors que la quantité d’engrais azotés utilisée
en agriculture est de l’ordre de 40 millions de tonnes par an.
En milieu marin, seules les Cyanobactéries ont la capacité d’utiliser le
diazote pour satisfaire leurs besoins métaboliques. En milieu terrestre il
existe deux groupes principaux de bactéries fixatrices d’azote associées
aux plantes supérieures:
• le vaste groupe des Rhizobium, associés à des légumineuses (familles
des Papilionacées, Mimosacées, Césalpiniacées);
• les Frankia, bactéries filamenteuses sporulantes (actinomycètes) associées à des arbres et des arbustes des genres Alnus, Casuarina, etc.
La bactérie Nitrobacter assurerait à elle seule la fonction de nitrification
dans les sols.
5.8 RÔLE DE LA DIVERSITÉ BIOLOGIQUE
DANS LES CYCLES BIOGÉOCHIMIQUES
La productivité des écosystèmes dépend étroitement de la disponibilité
en éléments nutritifs qui contrôlent la production primaire à la base des
chaînes trophiques. Or la circulation des éléments nutritifs est sous le
double contrôle de processus de nature chimique et des composantes
biologiques de l’écosystème. Il est maintenant évident que les organismes
vivants jouent un rôle important dans la dynamique des nutriments. Ce
rôle qui avait été ignoré pendant longtemps par les géochimistes est
apparemment complexe, et nous sommes encore loin d’en connaître
toutes les implications. De nombreuses fonctions comme la nitrification
et la dénitrification, la fixation d’azote, la méthanogenèse, la dépollution,
en dépendent.
5.8.1 La fixation biologique de l’azote
L’azote est l’élément constitutif des plantes le plus important après le
carbone. Pourtant, la concentration des formes azotées assimilables
par les végétaux dans le sol ou dans les eaux (ammonium, nitrates,
composés organiques simples) est souvent insuffisante pour assurer la
croissance des végétaux. Le complément d’azote vient de la fixation
biologique de l’azote moléculaire ou diazote (N 2 ), constituant majeur
de l’atmosphère. Ce dernier est un gaz chimiquement inerte qui ne
peut être utilisé que par certains micro-organismes Procaryotes appelés
fixateurs d’azote. La fixation biologique d’azote est ainsi le mécanisme
principal permettant d’introduire l’azote dans la biosphère: environ
175 millions de tonnes d’azote atmosphérique sont fixés annuellement
par les micro-organismes, alors que la quantité d’engrais azotés utilisée
en agriculture est de l’ordre de 40 millions de tonnes par an.
En milieu marin, seules les Cyanobactéries ont la capacité d’utiliser le
diazote pour satisfaire leurs besoins métaboliques. En milieu terrestre il
existe deux groupes principaux de bactéries fixatrices d’azote associées
aux plantes supérieures:
• le vaste groupe des Rhizobium, associés à des légumineuses (familles
des Papilionacées, Mimosacées, Césalpiniacées);
• les Frankia, bactéries filamenteuses sporulantes (actinomycètes) associées à des arbres et des arbustes des genres Alnus, Casuarina, etc.
La bactérie Nitrobacter assurerait à elle seule la fonction de nitrification
dans les sols.