L`écosystème, d`après la définition de DAJOZ (1996) est un

Diversité et complémentarité des métabolismes
Problématique générale : quelles sont les transformations suivies par le carbone au travers de ces deux
types de métabolismes et aux différents niveaux d'organisation (du plus grand : l'écosystème au plus
petit : la cellule) ?
Séance 1:
Introduction : Structure et fonctionnement d'un écosystème
Objectif : retrouver les acquis de seconde sur le cycle du dioxyde de carbone (en fait le cycle de l'élément carbone).
(Vu au premier chapitre).
L'écosystème, d'après la définition de DAJOZ (1996) est un ensemble constitué par
- le milieu physico-chimique "sol-eau-air" (biotope) et
- les êtres vivants "faune-flore- microorganismes" qui le peuplent (biocénose).
Cette représentation peut s'appliquer à différentes échelles spatiales (prairie, forêt, mais aussi souche en train de
se décomposer dans cette forêt et même région ou planète entière).
Un écosystème est un système c'est-à-dire un ensemble d'éléments en interaction les uns avec
les autres, formant un tout cohérent et ordonné.
Dans un écosystème, les végétaux chlorophylliens sont les seuls êtres capables de se nourrir à
partir des substances minérales (eau, sels minéraux, dioxyde de carbone) en utilisant comme
source d'énergie la lumière solaire: on les dit autotrophes.
Les substances organiques qu'ils synthétisent assurent leur croissance (tiges, feuilles, racines),
la floraison, la fructification, la formation des graines, mais constituent aussi la source des
matières carbonées et de l'énergie nécessaires aux autres êtres vivants, qu'on dit
hétérotrophes.
http://www.snv.jussieu.fr/bmedia/Photosynthese-cours/page-organismes.htm
La biomasse est la masse totale de matière vivante correspondant aux êtres vivants d'un
écosystème.
L'accroissement de la biomasse des végétaux chlorophylliens est appelée production primaire:
c'est l'édification de matière organique dans laquelle se trouve investie, sous forme d'énergie
chimique, une partie de l'énergie lumineuse.
L’accroissement de la biomasse des hétérotrophes est appelée production secondaire.
Tous les êtres vivants d'un écosystème sont
liés par un ensemble complexe de relations
trophiques ("est consommé par...")
représentées sous forme de chaînes
alimentaires où les êtres vivants constituent
des maillons interconnectés, formant un
réseau trophique.
Les producteurs primaires constituent le
premier maillon, dont la biomasse organique
végétale devient la source de nourriture
directe pour les consommateurs primaires
(végétariens), indirecte pour les
consommateurs secondaires (carnivores).
La nécessité des consommateurs de prélever
la matière organique des producteurs
primaires constitue l’hétérotrophie. Mais
ceux-ci élaborent leur propre matière
organique et on les qualifie ainsi de
producteurs secondaires.
Toute chaîne alimentaire peut se représenter comme suit. Dans tous les cas les organismes morts et les
déchets organiques produits seront soumis aux décomposeurs qui retransforment la matière organique
en matière minérale. (Bactéries)
Matière
minérale
Les êtres vivants sont composés de :
 De substances organiques (Glucides, Lipides, Protéines, Acides Nucléiques, etc.)
 D'eau et de sels minéraux
Or, les composés organiques sont continuellement renouvelés (synthèse-dégradation). Les êtres vivants
sont donc des " systèmes ouverts " qui échangent de la matière et de l’énergie avec leur environnement.
Ils ont besoin d’eau et de sels minéraux, de carbone, d’azote et d’une source d’énergie.
Selon la nature des besoins et la source d’énergie utilisée, on distingue :
 Les organismes autotrophes qui sont capables d’utiliser des éléments inorganiques pour
synthétiser leurs propres constituants organiques. Les producteurs primaires (autotrophes)
utilisent le carbone (oxydé) du dioxyde de carbone atmosphérique pour constituer les chaînes
carbonées, base de leurs molécules organiques (carbone réduit). Ce processus consomme le
dioxyde de carbone.
 Les organismes hétérotrophes qui sont incapables d’effectuer eux-mêmes les synthèses de leurs
constituants à partir d’éléments minéraux. Les autres producteurs (hétérotrophes)
déconstruisent des molécules organiques préexistantes pour produire leur propre matière,
constituée d'autres molécules organiques (reconstruction). Comme seulement 10% de la matière
organique est reconstruite, ce processus restitue une quantité importante de dioxyde de carbone à
l'atmosphère.
Hétérotrophie.
Autotrophie.
Une modélisation de la circulation du carbone dans l’écosystème : dans l’atmosphère le carbone existe
sous forme oxydée dans la matière minérale(CO2). Il se trouve sous forme réduite dans la matière
organique des êtres vivants.
Livre pages 176/177/182/183/192
Un transfert d’énergie.
Représentation en
« pyramide » :
A chaque niveau
trophique, des pertes
liées au métabolisme :
- production
d’énergie
- matières non
assimilée ;
font que l’énergie
transmise d’un niveau à
l’autre diminue le long
de la chaîne.
Un bon résumé : http://www.ustboniface.mb.ca/cusb/abernier/biologie/Ecologie/pg3.htm
BILAN : Au sein des écosystèmes les différents métabolismes (auto-hétérotrophie) se complètent et
structurent les écosystèmes.
Plus les réseaux trophiques sont complexes, plus l’écosystème sera stable.
A la base de tous les écosystèmes on trouve des autotrophes, seuls capables d’introduire la matière
organique, à partir de la matière minérale, seuls capables de transformer l’énergie lumineuse en
énergie chimique, dans le monde vivant.
NB : il existe des autotrophes qui utilisent d’autres formes d’énergie : des bactéries exploitent les
fumeurs noirs des dorsales océaniques, richement minéralisés. Cette chimioautptrophie pourrait être
une des premières formes d’autotrophie apparue sur Terre.
Une vidéo : http://www.maxisciences.com/volcan/decouverte-une-plongee-au-coeur-desabysses_art96.html
Des photos : http://www.maxisciences.com/volcan/abysses-la-faune-des-sourceshydrothermales_art97.html