–les Bactéries nitrifiantes et dénitrifiantes du sol,
qui ont des actions antagonistes dans le cycle de
l’azote. Les premières, aérobies strictes, oxydent
NH 4
+
en NO 2
–
, puis en NO 3
–
grâce à l’oxygène ;les
secondes, en conditions anaérobies, peuvent
oxyder le soufre et ses composés réduits en
réduisant NO 3
–
en N 2 gazeux ;
–les Bactéries sulfureuses non photosynthétiques,
aérobies, oxydant le soufre et ses dérivés réduits,
et qui produisent H 2 SO 4; ce sont de redoutables
agents de corrosion du calcaire (maladie des
monuments dans les villes). D’autres espèces, au
contraire, sont anaérobies et réduisent les sulfates en H 2 S en oxydant le dihydrogène et éventuellement certains composés organiques
(respiration des sulfates) ;
–les Bactéries oxydant les ions ferreux (Fe
2+
) en
ions ferriques (Fe
3+
) et qui sont susceptibles de
constituer des amas visqueux capables d’obstruer les canalisations en fer ;
–les Bactéries méthanogènes (Archébactéries)
anaérobies du sol et des marais, qui oxydent H 2
et parfois certains composés organiques, en
réduisant le CO 2 en méthane (CH 4 ).
Ces quelques lignes ne peuvent pas rendre
compte de l’immense diversité des métabolismes
bactériens, détaillée seulement dans les ouvrages
de Microbiologie.
3.3. Organismes aérobies et anaérobies
Parmi les organismes vivants, on distingue
enfin deux grandes familles, selon qu’ils utilisent
l’oxygène comme accepteur final d’électrons dans
leurs réactions d’oxydoréduction (êtres qui respirent, ou aérobies), ou bien qu’ils utilisent d’autres
molécules, minérales ou organiques, comme
acceptrices (êtres anaérobies). Ces derniers sont
divisés en deux groupes :
–les anaérobies stricts (ou obligatoires) qui ne
tolèrent pas l’O 2 , qui est pour eux un poison. On
peut citer, par exemple :l es Bactéries méthanogènes et des Bactéries du sol, comme les
Clostridies fermentaires ;
–les anaérobies facultatifs, qui s’adaptent à la
présence ou à l’absence d’O 2 . On peut citer la
levure de bière (Eucaryote), ou Escherichia coli
(Procaryote) ;c es êtres sont capables, selon les
conditions de l’environnement, d’un métabolisme oxydatif ou d’un métabolisme fermentaire.
Toutes ces distinctions doivent être modulées
chez les organismes supérieurs car, chez ceux-ci,
différents types métaboliques peuvent coexister
dans l’espace et/ou dans le temps :chez les Plantes
vertes, toutes les cellules ne sont pas, à l’évidence,
chlorophylliennes et autotrophes (celles des racines
ou des tissus aériens profonds, en particulier). Les
Plantes vertes à l’obscurité fonctionnent comme
hétérotrophes, ainsi que les graines en germination ;t outes les Plantes supérieures ne sont pas
vertes et chlorophylliennes (plantes parasites), etc.
3.4. Flux d’énergie et cycles des éléments
Comme on vient de le montrer, les êtres vivants
manifestent une interdépendance nutritionnelle
absolue :s chématiquement, les autotrophes et les
hétérotrophes se nourrissent mutuellement (on
parle parfois de syntrophie, ce terme pouvant
s’appliquer dans certains cas à un même organisme). Les premiers utilisent, essentiellement
grâce à la lumière, le CO 2 atmosphérique et rejettent l’O 2 pour produire des composés organiques
( producteurs primaires) alors que les seconds font
exactement l’inverse :i ls oxydent le glucose formé
par les organismes autotrophes pour en tirer
l’énergie et restituent simultanément le CO 2 à
l’atmosphère ( producteurs secondaires et décomposeurs). Deux cycles sont donc, à travers ce
qu’on appelle des chaînes trophiques, étroitement
1. L AL OGIQUE MOLÉCULAIRE DU VIVANT.D ES MOLÉCULES AUX ORGANISMES
15
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
Flux et cycle du carbone
Le courant d’énergie qui part du soleil et traverse ainsi la biosphère est considérable et met
en jeu des quantités d’énergie sans commune
mesure avec celles dont l’homme est responsable, à travers ses diverses activités et au
moyen de ses machines. On considère que,
grâce à lui, 30 à 50 milliards de tonnes de carbone circulent annuellement dans le cycle de cet
élément, à la surface de la Terre, sous l’effet de
la photosynthèse et de la respiration. Les deux
réservoirs les plus directement impliqués dans
ces échanges sont le CO 2 atmosphérique (également en équilibre avec les roches calcaires, via
les bicarbonates dissous) et les constituants
organiques de la matière vivante (auxquels il
faut ajouter les réserves fossiles, épuisables, de
charbon et de pétrole…). Les roches calcaires et
les réserves fossiles représentent les réserves de
carbone de loin les plus importantes ; voir
figure 1.4.
C OMMENTAIRE
qui ont des actions antagonistes dans le cycle de
l’azote. Les premières, aérobies strictes, oxydent
NH 4
+
en NO 2
–
, puis en NO 3
–
grâce à l’oxygène ;les
secondes, en conditions anaérobies, peuvent
oxyder le soufre et ses composés réduits en
réduisant NO 3
–
en N 2 gazeux ;
–les Bactéries sulfureuses non photosynthétiques,
aérobies, oxydant le soufre et ses dérivés réduits,
et qui produisent H 2 SO 4; ce sont de redoutables
agents de corrosion du calcaire (maladie des
monuments dans les villes). D’autres espèces, au
contraire, sont anaérobies et réduisent les sulfates en H 2 S en oxydant le dihydrogène et éventuellement certains composés organiques
(respiration des sulfates) ;
–les Bactéries oxydant les ions ferreux (Fe
2+
) en
ions ferriques (Fe
3+
) et qui sont susceptibles de
constituer des amas visqueux capables d’obstruer les canalisations en fer ;
–les Bactéries méthanogènes (Archébactéries)
anaérobies du sol et des marais, qui oxydent H 2
et parfois certains composés organiques, en
réduisant le CO 2 en méthane (CH 4 ).
Ces quelques lignes ne peuvent pas rendre
compte de l’immense diversité des métabolismes
bactériens, détaillée seulement dans les ouvrages
de Microbiologie.
3.3. Organismes aérobies et anaérobies
Parmi les organismes vivants, on distingue
enfin deux grandes familles, selon qu’ils utilisent
l’oxygène comme accepteur final d’électrons dans
leurs réactions d’oxydoréduction (êtres qui respirent, ou aérobies), ou bien qu’ils utilisent d’autres
molécules, minérales ou organiques, comme
acceptrices (êtres anaérobies). Ces derniers sont
divisés en deux groupes :
–les anaérobies stricts (ou obligatoires) qui ne
tolèrent pas l’O 2 , qui est pour eux un poison. On
peut citer, par exemple :l es Bactéries méthanogènes et des Bactéries du sol, comme les
Clostridies fermentaires ;
–les anaérobies facultatifs, qui s’adaptent à la
présence ou à l’absence d’O 2 . On peut citer la
levure de bière (Eucaryote), ou Escherichia coli
(Procaryote) ;c es êtres sont capables, selon les
conditions de l’environnement, d’un métabolisme oxydatif ou d’un métabolisme fermentaire.
Toutes ces distinctions doivent être modulées
chez les organismes supérieurs car, chez ceux-ci,
différents types métaboliques peuvent coexister
dans l’espace et/ou dans le temps :chez les Plantes
vertes, toutes les cellules ne sont pas, à l’évidence,
chlorophylliennes et autotrophes (celles des racines
ou des tissus aériens profonds, en particulier). Les
Plantes vertes à l’obscurité fonctionnent comme
hétérotrophes, ainsi que les graines en germination ;t outes les Plantes supérieures ne sont pas
vertes et chlorophylliennes (plantes parasites), etc.
3.4. Flux d’énergie et cycles des éléments
Comme on vient de le montrer, les êtres vivants
manifestent une interdépendance nutritionnelle
absolue :s chématiquement, les autotrophes et les
hétérotrophes se nourrissent mutuellement (on
parle parfois de syntrophie, ce terme pouvant
s’appliquer dans certains cas à un même organisme). Les premiers utilisent, essentiellement
grâce à la lumière, le CO 2 atmosphérique et rejettent l’O 2 pour produire des composés organiques
( producteurs primaires) alors que les seconds font
exactement l’inverse :i ls oxydent le glucose formé
par les organismes autotrophes pour en tirer
l’énergie et restituent simultanément le CO 2 à
l’atmosphère ( producteurs secondaires et décomposeurs). Deux cycles sont donc, à travers ce
qu’on appelle des chaînes trophiques, étroitement
1. L AL OGIQUE MOLÉCULAIRE DU VIVANT.D ES MOLÉCULES AUX ORGANISMES
15
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
Flux et cycle du carbone
Le courant d’énergie qui part du soleil et traverse ainsi la biosphère est considérable et met
en jeu des quantités d’énergie sans commune
mesure avec celles dont l’homme est responsable, à travers ses diverses activités et au
moyen de ses machines. On considère que,
grâce à lui, 30 à 50 milliards de tonnes de carbone circulent annuellement dans le cycle de cet
élément, à la surface de la Terre, sous l’effet de
la photosynthèse et de la respiration. Les deux
réservoirs les plus directement impliqués dans
ces échanges sont le CO 2 atmosphérique (également en équilibre avec les roches calcaires, via
les bicarbonates dissous) et les constituants
organiques de la matière vivante (auxquels il
faut ajouter les réserves fossiles, épuisables, de
charbon et de pétrole…). Les roches calcaires et
les réserves fossiles représentent les réserves de
carbone de loin les plus importantes ; voir
figure 1.4.
C OMMENTAIRE