Décomposition

Définition

En biologie, la décomposition qualifie la dégradation métabolique de la matière organique en composés simples organiques tel que l'azote, par exemple, et inorganiques avec libération d'énergie. Elle est souvent assimilée avec la pourriture, qui est différente car elle résulte de moisissures et non de l'activité de décomposeurs.

Une décomposition d'un animal :

La décomposition d'un animal, ici un jeune porc, passe par divers stades.

Explications

La science qui étudie la décomposition est généralement désignée comme la taphonomie.

La décomposition est un processus complexe. La matière organique est décomposée en dioxyde de carbone et en formes minérales de nutriments comme l'azote. Il est également transformé en champignons et en bactéries grâce à ces organismes qui se nourrissent de matière organique et se reproduisent.

Type biotique

La décomposition biotique, ou la biodégradation, est le processus par lequel les substances organiques avec du carbone sont décomposées sous des formes plus simples de matière. Le processus est essentiel pour le recyclage de la matière finie qui occupe un espace physique dans le biome.

Les corps des organismes vivants commencent à se décomposer peu de temps après la mort. Bien qu'il n'existe pas deux organismes se décomposant de la même façon, ils subissent tous les mêmes étapes séquentielles de décomposition.

Les organismes vivants qui dégradent les substances biologiques sont regroupés sous le nom de saprobiontes, destructeurs ou décomposeurs. Ce sont des animaux tels que les acariens, les cloportes et les micro-organismes tels que les bactéries et les champignons (par exemple les actinomycètes).

Dans ce cas, les substances organiques, généralement des protéines à haute teneur en polymère ou des hydrates de carbone de ces organismes d'abord mécaniquement, puis décomposés chimiquement soit à l'exclusion de l'air (anaérobie) ou présence d'air (aérobie). Les saprobiontes utilisent les composés organiques comme source d'énergie.

Avec une minéralisation complète, le désassemblage des polymères par des enzymes de la classe des hydrolases donne d'abord des monomères tels que des acides aminés et des monosaccharides. Ceux-ci sont ensuite complètement dégradés en dioxyde de carbone, eau, composés d'ammonium et nitrates. Dans des conditions non optimales, seules des substances humiques de haut poids moléculaire sont encore produites.

La décomposition des êtres morts s'appelle la décomposition et non dégradation. Dans des conditions anaérobies, la décomposition biologique est appelée pourriture. La décomposition du matériel végétal dans des conditions aérobies est appelée compostage en culture.

Voir aussi bactéries et cycle de l'azote.

Type abiotique

On peut différencier une décomposition abiotique d'une décomposition biotique. La première définition signifie "la dégradation d'une substance par des procédés physiques ou chimiques", par exemple l'hydrolyse.

La biodégradation signifie la dégradation métabolique des matériaux en éléments plus simples par des organismes vivants, habituellement par des micro-organismes.

Principe de dégradation

La décomposition de la matière organique en déchets, par les saprobiontes ou leurs enzymes, alimente le cycle naturel de la matière en déchets. Elle est aussi communément appelée dégradation biotique ou biodégradation.

La biodégradabilité des produits chimiques fabriqués industriellement, sur la base des ressources renouvelables telles que dans les oléochimiques, et les matériaux (par exemple les plastiques) est examiné avec des méthodes d'essai (partiellement) spécifiques. Spécialement pour les plastiques biodégradables, il existe des systèmes d'étiquetage.

Les substances sont considérées comme résistantes à la dégradation si elles ne sont pas sujettes à la biodégradation. Si elles ne sont pas dégradés par d'autres processus chimiques ou physiques, elles sont qualifiées de persistantes ou non biodégradables.

Est pourridié ce qui résulte d'un pourrissement, d'une décomposition du bois des racines provoquant la mort du cambium ou de l'écorce des racines. Ces bois pourridiés ne sont pas conseillés dans un aquarium !

Biocorrosion

La corrosion des substances par les organismes vivants est appelée biocorrosion. Elle comprend à la fois les processus de décomposition, qui servent à leur métabolisme, ainsi que les métabolites secondaires excrétés, qui conduisent à la décomposition.

Décomposition chimique

En chimie, la décomposition se réfère à la décomposition de substances constituées de molécules ou d'ions, formant d'autres substances constituées de molécules plus petites ou de substances élémentaires (constituées donc par un seul type d'atome, comme l'oxygène) et s'appelle décomposition.

En chimie, ils peuvent être dus à plusieurs facteurs, soit la température (thermolyse), l'électricité (électrolyse), le rayonnement électromagnétique (photolyse) ou la présence d'autres substances chimiques (acides, oxydants, etc.) et dans certains cas la présence d'un catalyseur lors de l'accélération la réaction.

Importance des champignons

Certaines espèces de champignons et de bactéries sont les moteurs du processus de décomposition. Lorsque les plantes poussent et produisent de nouvelles feuilles, de nouveaux fruits et du bois de tige, elles utilisent des nutriments rares comme l'azote pour fabriquer de nouveaux tissus.

Au fil du temps, sans décomposition, une telle quantité d'azote serait emprisonnée dans les feuilles et autres tissus qu'il n'y aurait pas suffisamment d'azote disponible pour que la plante puisse fabriquer de nouvelles feuilles, tiges et bois. La surface du sol serait également ensevelie par des feuilles mortes et du bois qui resteraient à jamais là où ils sont tombés.

Les champignons et les bactéries sont les principaux organismes qui décomposent les feuilles mortes et autres matières organiques. Ici, nous n'utilisons pas le mot "bio" de la même manière qu'il est utilisé par l'industrie agroalimentaire. En biologie et chimie, "organique" décrit tout matériau constitué de molécules contenant des atomes de carbone et d'hydrogène.

Tous les êtres vivants, ainsi que quelques autres substances surprenantes, sont considérés comme biologiques. La décomposition est un processus complexe. La matière organique est décomposée en dioxyde de carbone et en formes minérales de nutriments comme l'azote. Elle est également transformée en champignons et en bactéries grâce à ces organismes qui se nourrissent de matière organique et se reproduisent.

Les scientifiques appellent les organismes qui décomposent la matière organique des décomposeurs, des saprobes ou des saprotrophes. Les champignons et les bactéries ne se limitent pas aux feuilles et autres matières végétales en décomposition. Ils décomposeront toute matière organique morte, qu'il s'agisse d'une boîte en carton, de peinture, de colle, d'un jean, d'une veste en cuir ou de carburéacteur.

Un carburéacteur ? Oui ! - rappelez-vous que le carburéacteur est fabriqué à partir de pétrole, composé de créatures microscopiques décomposées provenant des océans de l'ère Mésozoïque.

Fonctionnement

La décomposition est composée d'un certain nombre de sous-processus. Considérez la décomposition des feuilles. Les vers de terre et autres animaux du sol brisent les feuilles en morceaux plus petits selon un processus appelé fragmentation. Il s'agit d'une étape importante, car les fragments plus petits ont une plus grande surface pour favoriser la croissance des bactéries et des champignons.

La croissance bactérienne est particulièrement affectée par la taille des fragments, car les champignons peuvent pénétrer les substances plus facilement que les bactéries.

L'eau de pluie s'infiltre à travers les feuilles, dissolvant et emportant certains des produits chimiques contenus dans les feuilles dans un processus appelé "lessivage". Les mouvements des vers de terre et d'autres animaux du sol brassent les fragments de feuilles et les particules minérales du sol dans un processus appelé "mélange".

Le résultat de l'interaction de ces processus est visible dans les changements survenus dans les feuilles. Les feuilles tombées étaient entières au début et étaient vertes, jaunes ou rouges. Ils ont été réduits en petits lambeaux brun foncé à mesure que leurs fragments étaient fortement colonisés par des champignons.

Finalement, à l'issue des processus de décomposition, elles sont devenues de fines particules noires de matière organique du sol, et leur forme originelle n'existe plus.

La vitesse à laquelle se déroule la décomposition, appelée "vitesse de décomposition", dépend de la température, de l'humidité et de la composition chimique de la matière organique. Si la température est trop basse ou trop élevée, les champignons et les bactéries ne peuvent pas se développer et le taux de décomposition est lent.

Si les feuilles ont une faible teneur en azote, le taux de décomposition est ralenti car les champignons et les bactéries ne peuvent pas extraire suffisamment d'azote pour fabriquer les protéines dont ils ont besoin pour leur croissance.

Le niveau d'oxygène est un autre facteur important, car les champignons ont besoin d'oxygène pour se développer. Dans les lacs et autres environnements pauvres en oxygène, la croissance fongique sera plus lente et donc la décomposition sera lente. Si la décomposition ne pouvait pas se faire, l'azote contenu dans la matière organique morte resterait enfermé.

La croissance des plantes diminuerait avec le temps, car l'azote que les plantes puisaient dans le sol n'était pas remplacé. Ce serait une catastrophe, car la croissance des plantes fournit toute notre nourriture. Nous en avons besoin pour nous nourrir directement sous forme de céréales, de fruits et de légumes, et pour élever les animaux que nous mangeons.

En comprenant les facteurs contrôlant la décomposition, nous pouvons protéger notre approvisionnement alimentaire et augmenter la croissance des plantes.

Problèmes de stockage

La décomposition peut être un problème à grande et petite échelle. Aucune armée ne voudrait pas que des champignons décomposent les uniformes et les tentes dans un environnement humide, ou dissolvent la colle qui maintient les lentilles d'une paire de jumelles. Les bâtiments en bois nécessitent une attention régulière pour éviter que leur bois ne soit envahi par la pourriture. Dans nos propres maisons, nous ne voulons pas que nos aliments moisissent.

Bien souvent, nous voulons arrêter la décomposition. L'énorme quantité de matière organique produite par la décomposition crée des problèmes de stockage et d'élimination.

Dans la nature, une forêt produit chaque année environ une livre de feuilles mortes et de bois par mètre carré. Cela peut sembler peu important, mais considérez la quantité qui tomberait sur une superficie de la taille d'un terrain de football.

Une zone de la taille d'un terrain de football dans une forêt serait couverte par 3,2 tonnes de matière organique morte par an. Un terrain de football couvre 8 800 m² (110 × 80 m de large).

Une superficie de cette taille dans une forêt serait recouverte de 4,4 tonnes de matière organique morte. Pour donner une idée de la quantité de matière qu'il s'agit, rappelons qu'une voiture de taille moyenne ne pèse que 1,5 tonne. Les villes occidentales produisent encore plus de déchets organiques (déchets) que les forêts, et très peu d'entre eux se décomposent et sont recyclés en nouvelles plantes par des processus naturels.

Chaque habitant d'une grande ville occidentale produit 3 kg de déchets (directs et indirects) par jour. Cela équivaut à une tonne de déchets par an et par personne. L'élimination et le recyclage des nutriments contenus dans les déchets constituent un problème majeur en raison de l'énorme quantité de déchets produits chaque jour. Les décharges sanitaires sont la solution actuelle au problème des déchets.

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