PHOTOAUTOTROPHES: CARACTÉRISTIQUES ET EXEMPLES - LA BIOLOGIE - 2025

Les photoautotrophes ou organismes phototrophes dépendent de la lumière comme source d'énergie et en font des molécules organiques à partir de molécules inorganiques. Ce processus est connu sous le nom de photosynthèse et, en général, ces êtres représentent la base de la chaîne alimentaire.

La source d'énergie la plus importante pour la vie est la lumière du soleil, qui tombe à la surface de la terre. L'énergie lumineuse est capturée pendant la photosynthèse. Au cours de ce processus, l'énergie est absorbée par la chlorophylle et d'autres pigments, puis est convertie en énergie chimique.

Les plantes sont des organismes photoautotrophes (image de Free-Photos sur www.pixabay.com)

Les photoautotrophes utilisent généralement l'énergie de la lumière pour convertir le CO2 et l'eau en sucres, qui sont à la base de milliers de molécules organiques. Ces sucres sont capables d'être assimilés par la plupart des organismes vivants, pas seulement les photoautotrophes.

Le mot «fotoautotroph» dérive de trois mots tirés du latin qui ont des significations différentes. Le mot photo, qui signifie «lumière», le mot voiture, qui signifie «propre» et le mot trophos, qui signifie «nutrition».

Le terme «photoautotrophe» englobe de nombreux groupes différents d'êtres vivants, y compris certaines espèces de bactéries et de protozoaires, toutes les plantes, les algues et les lichens. En outre, il existe une espèce animale unique qui combine des caractéristiques photoautotrophes et hétérotrophes.

Caractéristiques des photoautotrophes

Une caractéristique obligatoire des organismes photoautotrophes est la présence de pigments photosensibles. Un pigment photosensible est une molécule capable de percevoir et d'absorber l'énergie lumineuse sous forme de photons.

Les phototrophes ont la capacité d'absorber et de convertir l'énergie lumineuse (de la lumière) en énergie chimique. Cette énergie est stockée dans les molécules organiques grâce au processus métabolique de la photosynthèse.

La plupart des êtres photoautotrophes et photosynthétiques possèdent des molécules de chlorophylle, car c'est le principal pigment chargé de réaliser les étapes initiales de la photosynthèse. En raison de la présence de chlorophylle, presque tous les photoautotrophes sont de couleur verte.

La photoautotrophie se trouve dans les organismes unicellulaires tels que les cyanobactéries et certains protozoaires, ou dans les organismes macroscopiques multicellulaires tels que les algues, les lichens et les plantes.

Les organismes photoautotrophes sont dispersés dans pratiquement tous les écosystèmes et leur taille est très variable, car ils peuvent être aussi petits qu'un Euglena ou aussi gros qu'un séquoia géant.

À l'exception de l'Antarctique, les plantes couvrent presque toute la surface de la terre et sont les principaux représentants des organismes photoautotrophes. Dans les plantes, il existe une riche variété de formes, uniquement et parfaitement adaptées à tous les climats et écosystèmes terrestres.

Exemples d'organismes photoautotrophes

Il existe une grande diversité d'entités vivantes photoautotrophes, car c'est une adaptation qui a donné aux organismes qui l'ont acquis la capacité de survivre dans toutes les conditions et tous les écosystèmes, tant qu'ils sont en présence de lumière.

- Cyanobactéries

Cyanobactéries (Source: Patrioter6 sur en.wikibooks via Wikimedia Commons)

Les cyanobactéries ou oxyphotobactéries appartiennent au domaine procaryote. Ce sont des organismes unicellulaires, ils ont des chloroplastes et, par conséquent, ils sont capables de photosynthèse. Les membranes internes de ces espèces possèdent des «lamelles photosynthétiques» de type thylacoïde dans les chloroplastes des plantes.

Toutes les cyanobactéries contiennent de la chlorophylle A et des pigments biliprotéiques tels que les phycobilines ou les phycocyanines. La combinaison de ces pigments à l'intérieur des cellules des cyanobactéries leur donne leur couleur bleu-vert caractéristique.

Ces organismes sont dispersés dans toute la biosphère et sont typiques des lacs, des étangs, des sols humides et de la matière organique humide en décomposition. Ce sont des généralistes, puisque leur photoautotrophie leur permet de se passer de certaines conditions trop spécifiques, ne nécessitant que la lumière du soleil.

- Protozoaires

Photographie d'une espèce Volvox (Source: craigpemberton via Wikimedia Commons)

Dans les protozoaires photoautotrophes se trouvent l'euglène. Tous ces organismes sont microscopiques, flagellés et classés dans le groupe Mastigophora.

À de nombreuses reprises, les euglénidés ont été classés comme algues unicellulaires. Cependant, des études récentes ont montré qu'en plus de s'alimenter par photosynthèse, ils peuvent profiter de certaines substances présentes dans l'environnement par pinocytose.

Les Euglenidae vivent librement, vivent dans l'eau douce (peu d'espèces sont de l'eau salée) et sont pour la plupart solitaires. Ils ont une grande variété de formes et peuvent être allongés, sphériques, ovoïdes ou lancéolés.

Comme ils sont photosynthétiques, ils ont un phototacticisme positif (ils sont sensibles aux stimuli lumineux) et ils ont un élargissement à la base de leur flagelle antérieur qui agit comme un photorécepteur de l'énergie lumineuse.

Les Euglenidae sont également des photoautotrogos (Source: David J. Patterson via Wikimedia Commons)

Ils ont pour pigments photosynthétiques la chlorophylle A et B, les phycobilines, les β-carotènes et les xanthophylles de type néoxanthine et diadinoxanthine. Dans de nombreux cas, les euglénidés ne répondent pas à tous leurs besoins nutritionnels grâce à la photosynthèse, ils doivent donc ingérer les vitamines B1 et B12 de l'environnement.

- Lichens

Les lichens sont définis par l'association symbiotique entre les algues et les champignons; par conséquent, ils sont à la fois des organismes hétérotrophes (via le champignon) et photoautotrophes (via l'algue).

L'association entre les deux types d'organismes est avantageuse pour les deux, puisque l'algue peut profiter du substrat fourni par le champignon pour se développer; tandis que le champignon peut se nourrir des sucres produits par les algues grâce à la photosynthèse.

Les lichens ne correspondent pas à un groupe taxonomique, mais sont généralement classés selon le type de champignon symbiote. Tous les champignons qui composent les lichens appartiennent au phylum Ascomycota, au sein du royaume Fungi.

- Algues unicellulaires, plantes et algues macroscopiques

Les algues unicellulaires sont peut-être les organismes photoautotrophes les plus abondants dans les écosystèmes aquatiques; tandis que les plantes sont les macro-organismes les plus abondants dans les écosystèmes terrestres.

Les algues et les plantes ont besoin de la présence d'eau et de dioxyde de carbone pour effectuer la photosynthèse et pouvoir subvenir à leurs besoins nutritionnels.

Algues unicellulaires

Si vous prenez un peu d'eau d'une flaque d'eau, d'un lac, d'un lagon, d'une rivière, d'une mer ou de toute autre étendue d'eau et que vous l'observez au microscope, vous trouverez des millions de minuscules formes de vie flagellées de couleur verte, dont la plupart sont sûrement des algues unicellulaires..

Presque toutes les algues unicellulaires ont un ou plusieurs flagelles et sont généralement libres, bien que certaines espèces vivent en colonies. La plupart de ces algues sont des organismes photoautotrophes, mais il existe des cas d'algues hétérotrophes.

Ils sont considérés comme l'un des principaux producteurs d'oxygène de la planète et certains auteurs considèrent qu'ils sont les principaux producteurs primaires des océans, puisqu'ils sont à la base de la chaîne alimentaire.

Les plantes

Les plantes sont des organismes terrestres sessiles caractérisés par un corps divisé en deux parties: une aérienne et une terrestre. La partie terrestre est constituée de la racine, tandis que la partie aérienne est constituée de la tige, qui à son tour est divisée en tige, feuilles et fleurs.

Ils ont un nombre incroyable de formes différentes et ils produisent leur propre nourriture par photosynthèse, comme tous les autres photoautotrophes.

Cependant, les plantes sont les êtres vivants qui se sont le plus spécialisés dans l'utilisation de l'énergie lumineuse, puisqu'elles ont des millions de cellules dans leurs feuilles, spécifiquement disposées pour faire de la photosynthèse en continu pendant la journée.

Algues macroscopiques

Les algues macroscopiques sont les représentants des plantes en milieu aqueux. Celles-ci, pour la plupart, vivent immergées dans les milieux aquatiques, colonisant tout endroit où il y a présence d'un substrat approprié auquel s'accrocher.

Photographie d'une macroalgue (Source: W. carter via Wikimedia Commons)

Les algues du groupe des glaucophytes sont le groupe d'algues considéré comme le plus lié aux plantes terrestres. Cependant, certains auteurs classent les algues avec les protozoaires.

- Les animaux

La limace de mer Elysia chlorotica, communément appelée «émeraude orientale», peut profiter des chloroplastes qu'elle consomme grâce à son alimentation riche en organismes photoautotrophes, puisqu'elle vit de l'aspiration de la sève d'algues.

Le processus consistant à tirer parti des chloroplastes de votre nourriture est connu sous le nom de kleptoplastie. Grâce à ce phénomène, la limace peut survivre en produisant des photoassimilats dans des endroits exposés au soleil, sans manger de nourriture pendant longtemps.

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