Autotrophe

Définition

Un autotrophe est un organisme qui synthétise de la matière organique à partir de matière inorganique, en utilisant les minéraux, de l'énergie lumineuse ou de l'énergie chimique. Les éléments minéraux simples sont : l'oxygène, l'hydrogène, le carbone, l'azote et des sels minéraux. Le contraire d'un autotrophe est un hétérotrophe.

Un autotrophe est un organisme capable de produire sa propre nourriture en utilisant de la lumière, de l'eau, du dioxyde de carbone ou d'autres produits chimiques. Parce que les autotrophes produisent leur propre nourriture, on les appelle parfois producteurs.

Organigramme pour déterminer si un organisme est autotrophe, hétérotrophe, ou un sous-type :

Ce schéma permet de déterminer et de distinguer si une espèce pratique l'autotrophie ou l'hétérotrophie avec toutes les nuances des autotrophes et des hétérotrophes.

Explications

Un autotrophe est un organisme qui fixe le carbone soit par voie de photosynthèse, soit par voie biochimique et, de ce fait, est capable de subvenir à tous ses besoins biologiques à partir d'eau, de sels minéraux ou de lumière solaire.

L'autotrophe est un organisme qui synthétise ses propres constituants organiques à partir d'éléments minéraux (lithoautotrophe), avec la photosynthèse (photoautotrophe) ou la chimiosynthèse (chimioautotrophe). Cette propriété est l'autotrophie.

Un autotrophe, ou un "producteur", est un organisme qui produit des composés organiques complexes tels que les glucides, les graisses et les protéines, à partir de substances simples présentes dans ses environs, généralement en utilisant l'énergie photosynthétique de la lumière ou de réactions chimiques inorganiques par chimiosynthèse. Ils sont les producteurs dans une chaîne alimentaire, comme les plantes sur la terre ou les algues dans l'eau.

Les autotrophes sont capables de produire leur propre nourriture, et n'ont pas besoin d'une source d'énergie vivante ou organique. Les autotrophes ne peuvent réduire le dioxyde de carbone pour produire des composés organiques, en créant une réserve de l'énergie chimique. La plupart des autotrophes utiliser de l'eau comme agent réducteur, mais certains peuvent utiliser d'autres composés d'hydrogène, comme le sulfure d'hydrogène. Les photoautotrophes, c'est-à-dire les plantes et les algues vertes, constituent un sous-type d'autotrophe, qui convertissent l'énergie physique des rayons du soleil en énergie chimique sous forme de réduction de carbone.

Des végétaux photoautotrophes et des champignons photohétérotrophes en un même micro-biotope :

Ces organismes sont tous photosynthétiques, mais les plantes sont autotrophes tandis que les Fungi (champignons) sont hétérotrophes.

Types

Ainsi, les autotrophes peuvent être photoautotrophes ou chimioautotrophes. Les photoautotrophes utilisent la lumière comme source d'énergie, alors que les chimioautotrophes utilisent des donneurs d'électrons comme source d'énergie, que ce soit à partir de sources organiques ou inorganiques, mais dans le cas des autotrophes, ces donneurs d'électrons proviennent de sources chimiques inorganiques. Ces chimioautotrophes sont lithotrophes. Les lithotrophes font usage de composés inorganiques, tels que du sulfure d'hydrogène, du soufre élémentaire, d'ammonium et de fer ferreux, comme agents de biosynthèse et de stockage de l'énergie chimique réductrice. Les photoautotrophes lithoautotrophes utilisent une partie de l'ATP produite lors de la photosynthèse ou l'oxydation des composés inorganiques pour réduire le NADP⁺ en NADPH pour former des composés organiques.

Certains organismes s'appuient sur des composés organiques comme source de carbone, mais sont capables d'utiliser la lumière ou des composés inorganiques comme source d'énergie. Ces organismes ne sont pas définis comme des autotrophes, mais plutôt comme hétérotrophes. Un micro-organisme qui obtient du carbone à partir de composés organiques, mais obtient de l'énergie de la lumière est appelé un photohétérotrophe, tandis que l'organisme qui obtient carbone à partir de composés organiques, mais obtient de l'énergie à partir de l'oxydation de composés inorganiques est appelé chimiohétérotrophe, chimiolithohétérotrophe ou lithohétérotrophe.

Les phototrophes regroupent les photoautotrophes avec les photohétérotrophes, et les chimiotrophes regroupent les chimioautotrophes avec les chimiohétérotrophes.

Des résultats d'études scientifiques suggèrent que certains champignons peuvent également obtenir de l'énergie du rayonnement solaire. Ces champignons radiotrophes ont été trouvés à l'intérieur d'un réacteur de la centrale nucléaire de Tchernobyl !

Le pommier est un arbre autotrophe :

Les feuilles vertes d'un arbre sont photoautotrophes.

Les autotrophes sont fondamentaux dans les chaînes alimentaires de tous les écosystèmes dans le monde. Ils prennent l'énergie de l'environnement sous la forme de la lumière du soleil ou de produits chimiques inorganiques et les utilisent pour créer des molécules riches en énergie tels que les glucides, comme le pommier produit des pommes ou l'olivier produit des olives.

Ce mécanisme est appelé production primaire. D'autres organismes, appelés hétérotrophes, prennent des autotrophes comme nourriture pour remplir les fonctions nécessaires à leur vie. Ainsi, les hétérotrophes incluant tous les animaux, presque tous les champignons, ainsi que la plupart des bactéries et des protozoaires, dépendent des autotrophes pour l'énergie et les matières premières dont ils ont besoin. Les hétérotrophes obtiennent de l'énergie en cassant les molécules organiques (glucides, lipides et protéines) obtenus dans les aliments. Les carnivores comptent finalement sur les autotrophes parce que les nutriments proviennent de leur proie hétérotrophe qui provient elle-même des autotrophes qu'elle consommait.

Les autotrophes ont pour groupe métabolique le carbone inorganique (uniquement CO₂).

En raison de la structure moléculaire stable du CO₂, les autotrophes qui utilisent le CO₂ comme source de carbone reçoivent de l'énergie de la lumière (photoautotrophes) ou d'autres composés, tels que le H₂ ou le formiate (lithoautotrophes).

Plantes autotrophes

Les plantes autotrophes sont s'appellent des autophytes. Certains autotrophes, comme les plantes vertes terrestres et les algues dans l'eau, sont des phototrophes. Cela signifie que ces photoautotrophes convertissent l'énergie électromagnétique de la lumière solaire en produits chimiques. La plupart des écosystèmes sont pris en charge par le production primaire des plantes autotrophes qui captent les photons initialement diffusés par fusion nucléaire réactions dans le soleil.

Le procédé de la photosynthèse se sépare d'une molécule d'eau H₂O, libérant de l'oxygène sous forme de dioxygène O₂ dans l'atmosphère, et la réduction de dioxyde de carbone CO₂ (gaz carbonique) pour libérer les atomes d'hydrogène que le processus de production primaire utilise comme carburant métabolique. Les plantes transforment et stockent l'énergie du photon dans les liaisons chimiques des sucres simples lors de la photosynthèse. Ces sucres végétaux sont polymérisés pour le stockage à longue chaîne comme les hydrates de carbone, y compris d'autres sucres, l'amidon et la cellulose, le glucose est également utilisé pour fabriquer des matières grasses et des protéines.

Quand des autotrophes sont mangés par les bactéries hétérotrophes, les consommateurs comme les animaux, les glucides, les graisses et les protéines contenues peuvent devenir des sources d'énergie pour les bactéries hétérotrophes. Les protéines peuvent être synthétisées en utilisant des nitrates, sulfates et phosphates dans le sol.

En rapport avec "autotrophe"

• chimioautotrophe

  

  Les chimioautotrophes sont des organismes qui produisent des composés organiques sans utiliser l'énergie de la lumière, sans photosynthèse, et réalisent...

• chimiohétérotrophe

  

  Un chimiohétérotrophe doit ingérer des molécules organiques ou inorganiques comme source de carbone et d'énergie, sans être photosynthétique.

• hétérotrophe

  

  Un hétérotrophe est un organisme vivant qui assure sa subsistance en assimilant des substances organiques et des glucides depuis d'autres organismes.

• lithoautotrophe

  

  Un lithoautotrophe est un micro-organisme capable de générer l'énergie dont il a besoin à partir de composés inorganiques réduits d'origine minérale.