–les hétérotrophes, ou êtres qui «se nourrissent
aux dépens des autres», prélèvent le carbone
sous une forme organique déjà très élaborée
(réduite) et fabriquée par les autotrophes, qui
sont donc les producteurs primaires de la biosphère ;l es hétérotrophes dépendent ainsi complètement de ces derniers pour leur survie.
Les autotrophes sont essentiellement représentés
par les Végétaux verts :Plantes et Algues, réalisant
la photosynthèse et fixant directement le CO 2 grâce
à l’énergie lumineuse captée au moyen de pigments spécialisés ( photolithotrophes). On connaît
aussi de nombreux Procaryotes qui ont cette capacité :les Cyanobactéries, les Bactéries dites «vertes»
et «pourpres » sulfureuses et certaines Archébactéries ( Halobium). Quelques organismes, uniquement bactériens, non photosynthétiques, peuvent
aussi fixer le CO 2 libre :c e sont les chimiolithotrophes (un sous-groupe des chimiotrophes ;v oir
plus loin) ;i ls sont capables d’oxyder des composés minéraux pour en tirer de l’énergie. Tous les
autotrophes prélèvent leurs autres éléments dans
l’environnement sous forme de sels minéraux ou
de gaz (par exemple, l’azote sous forme de NH 4
+
,
NO 3
–
ou même N 2 ).
Les hétérotrophes sont surtout représentés par
les Animaux, les Champignons et un très grand
nombre de Bactéries qui se nourrissent de petites
molécules telles que les sucres, les acides aminés,
les acides organiques ou les nucléotides, dont ils
tirent à la fois leur énergie (par oxydation) et leurs
chaînons carbonés constitutifs. On distingue parmi
eux les phagotrophes et les osmotrophes.
•Les cellules phagotrophes (= phagocytes) prélèvent leur alimentation dans le milieu sous forme
de particules de grande taille, grâce au phénomène
de phagocytose ;c’est le cas de nombreux Protistes
et des Invertébrés inférieurs (Spongiaires,
Cnidaires).
•Les cellules osmotrophes prélèvent leur alimentation dans le milieu sous forme dissoute (glucides, acides aminés…) grâce à des systèmes de
transport spécifiques localisés dans la membrane
plasmique. La grande majorité des cellules constituant les organismes pluricellulaires sont osmotrophes ;s euls quelques phagocytes spécialisés
dans la défense de l’organisme (les macrophages
ou les leucocytes dits polynucléaires, par
exemple), n’entrent pas dans cette catégorie.
3.2. Phototrophie et chimiotrophie
Un autre découpage peut être fait en fonction
de la nature de la source d’énergie prélevée dans
l’environnement :
–les phototrophes utilisent la lumière solaire
(l’énergie des photons), captée grâce à des pigments chlorophylliens ;i ls sont donc photosynthétiques ;
–les chimiotrophes utilisent des réactions d’oxydoréduction spontanées génératrices d’énergie ;
ceux-ci sont capables d’oxyder soit des molécules organiques:c himio-organotrophes, soit
des molécules minérales :chimiolithotrophes.
Pour réduire le CO 2 en matière organique, la
plupart des organismes phototrophes utilisent des
donneurs d’électrons minéraux (H 2 S ou H 2 O) ;i ls
sont alors photolithotrophes et parfaitement autotrophes car ils n’utilisent que des éléments minéraux pour aliments (voir la liste donnée plus haut).
Il existe cependant un petit groupe d’êtres vivants
(les Bactéries «vertes» et «pourpres» non sulfureuses) qui captent la lumière comme source
d’énergie mais utilisent des molécules organiques
comme source d’électrons pour réduire le CO 2 :ce
sont des photo-organotrophes (et donc des hétérotrophes).
Les chimio-organotrophes requièrent comme
donneurs d’électrons des molécules organiques
complexes (qu’ils oxydent), et sont nécessairement
des hétérotrophes. Ils constituent, avec les
Végétaux verts photosynthétiques, la grande majorité des êtres vivants de la biosphère :i l s’agit des
Animaux, des Champignons et des micro-organismes non photosynthétiques. Ils oxydent, pour
la plupart, les molécules organiques en CO 2 et
H 2 O grâce au dioxygène (O 2 ):c’est la respiration.
De nombreuses bactéries, comme Escherichia coli,
peuvent (en conditions anaérobies), utiliser NO 3
–
à
la place de O 2 , et le réduire en NO 2
–
: c’est la «respiration des nitrates».
Les chimiolithotrophes sont, par contre, tous
des Bactéries ;ils présentent une très grande diversité de métabolismes oxydatifs et sont, le plus souvent, des autotrophes (dits chimiosynthétiques).
Ils sont capables d’oxyder les différents composés
minéraux réduits suivants :H 2 , NH 4
+
, NO 2
–
, H 2 S,
thiosulfates, S, Fe
2+
en utilisant comme accepteurs
d’électrons des composés oxydants tels que :O 2
(êtres aérobies), ou bien NO 3
–
, SO 4
2–
, CO 2 (êtres
anaérobies). A titre d’exemples, on peut signaler :
14
B IOLOGIE CELLULAIRE
aux dépens des autres», prélèvent le carbone
sous une forme organique déjà très élaborée
(réduite) et fabriquée par les autotrophes, qui
sont donc les producteurs primaires de la biosphère ;l es hétérotrophes dépendent ainsi complètement de ces derniers pour leur survie.
Les autotrophes sont essentiellement représentés
par les Végétaux verts :Plantes et Algues, réalisant
la photosynthèse et fixant directement le CO 2 grâce
à l’énergie lumineuse captée au moyen de pigments spécialisés ( photolithotrophes). On connaît
aussi de nombreux Procaryotes qui ont cette capacité :les Cyanobactéries, les Bactéries dites «vertes»
et «pourpres » sulfureuses et certaines Archébactéries ( Halobium). Quelques organismes, uniquement bactériens, non photosynthétiques, peuvent
aussi fixer le CO 2 libre :c e sont les chimiolithotrophes (un sous-groupe des chimiotrophes ;v oir
plus loin) ;i ls sont capables d’oxyder des composés minéraux pour en tirer de l’énergie. Tous les
autotrophes prélèvent leurs autres éléments dans
l’environnement sous forme de sels minéraux ou
de gaz (par exemple, l’azote sous forme de NH 4
+
,
NO 3
–
ou même N 2 ).
Les hétérotrophes sont surtout représentés par
les Animaux, les Champignons et un très grand
nombre de Bactéries qui se nourrissent de petites
molécules telles que les sucres, les acides aminés,
les acides organiques ou les nucléotides, dont ils
tirent à la fois leur énergie (par oxydation) et leurs
chaînons carbonés constitutifs. On distingue parmi
eux les phagotrophes et les osmotrophes.
•Les cellules phagotrophes (= phagocytes) prélèvent leur alimentation dans le milieu sous forme
de particules de grande taille, grâce au phénomène
de phagocytose ;c’est le cas de nombreux Protistes
et des Invertébrés inférieurs (Spongiaires,
Cnidaires).
•Les cellules osmotrophes prélèvent leur alimentation dans le milieu sous forme dissoute (glucides, acides aminés…) grâce à des systèmes de
transport spécifiques localisés dans la membrane
plasmique. La grande majorité des cellules constituant les organismes pluricellulaires sont osmotrophes ;s euls quelques phagocytes spécialisés
dans la défense de l’organisme (les macrophages
ou les leucocytes dits polynucléaires, par
exemple), n’entrent pas dans cette catégorie.
3.2. Phototrophie et chimiotrophie
Un autre découpage peut être fait en fonction
de la nature de la source d’énergie prélevée dans
l’environnement :
–les phototrophes utilisent la lumière solaire
(l’énergie des photons), captée grâce à des pigments chlorophylliens ;i ls sont donc photosynthétiques ;
–les chimiotrophes utilisent des réactions d’oxydoréduction spontanées génératrices d’énergie ;
ceux-ci sont capables d’oxyder soit des molécules organiques:c himio-organotrophes, soit
des molécules minérales :chimiolithotrophes.
Pour réduire le CO 2 en matière organique, la
plupart des organismes phototrophes utilisent des
donneurs d’électrons minéraux (H 2 S ou H 2 O) ;i ls
sont alors photolithotrophes et parfaitement autotrophes car ils n’utilisent que des éléments minéraux pour aliments (voir la liste donnée plus haut).
Il existe cependant un petit groupe d’êtres vivants
(les Bactéries «vertes» et «pourpres» non sulfureuses) qui captent la lumière comme source
d’énergie mais utilisent des molécules organiques
comme source d’électrons pour réduire le CO 2 :ce
sont des photo-organotrophes (et donc des hétérotrophes).
Les chimio-organotrophes requièrent comme
donneurs d’électrons des molécules organiques
complexes (qu’ils oxydent), et sont nécessairement
des hétérotrophes. Ils constituent, avec les
Végétaux verts photosynthétiques, la grande majorité des êtres vivants de la biosphère :i l s’agit des
Animaux, des Champignons et des micro-organismes non photosynthétiques. Ils oxydent, pour
la plupart, les molécules organiques en CO 2 et
H 2 O grâce au dioxygène (O 2 ):c’est la respiration.
De nombreuses bactéries, comme Escherichia coli,
peuvent (en conditions anaérobies), utiliser NO 3
–
à
la place de O 2 , et le réduire en NO 2
–
: c’est la «respiration des nitrates».
Les chimiolithotrophes sont, par contre, tous
des Bactéries ;ils présentent une très grande diversité de métabolismes oxydatifs et sont, le plus souvent, des autotrophes (dits chimiosynthétiques).
Ils sont capables d’oxyder les différents composés
minéraux réduits suivants :H 2 , NH 4
+
, NO 2
–
, H 2 S,
thiosulfates, S, Fe
2+
en utilisant comme accepteurs
d’électrons des composés oxydants tels que :O 2
(êtres aérobies), ou bien NO 3
–
, SO 4
2–
, CO 2 (êtres
anaérobies). A titre d’exemples, on peut signaler :
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B IOLOGIE CELLULAIRE