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Fonds océaniques : comment vivent les plantes sans lumière ?

Dossier - La vie dans les abysses
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Le milieu abyssal, où règnent le froid et l'obscurité, couvre 307 millions de kilomètres carrés, soit les deux tiers de la surface du globe. Longtemps considéré comme un désert (pas de lumière, pas de photosynthèse), il recèle en réalité une vie foisonnante...

  
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Les fonds océaniques sont caractérisés par l'absence de lumière. Sans lumière, il n'est pas possible de produire la photosynthèse. Comment des plantes arrivent-elles à y vivre ?

La lumière est une énergie normalement essentielle à la survie des plantes. © DR

Les plantes vertes : des organismes autotrophes

Les plantes vertes sont dites autotrophes, car elles sont capables de synthétiser leurs composés organiques à partir du CO2, alors que les animaux sont hétérotrophes, et peuvent uniquement transformer la matière organique produite par les plantes.

Dans le milieu océanique profond, l'absence de lumière ne permet pas de synthétiser la matière organique en utilisant l'énergie lumineuse. La matière organique serait donc produite localement par une voie biologique, qui utiliserait une énergie différente. Cette production locale serait ensuite utilisée par les organismes filtreurs ou racleurs de dépôts.

Les bactéries chimiotrophes sont les organismes qui tirent leur énergie de l'oxydation de composés minéraux.

La chimiosynthèse : comment ça marche ?

La chimiosynthèse. © DR

Les réactions de chimiosynthèse nécessitent à la fois un donneur d'électron et un accepteur (ou puits) d'électrons. Les donneurs d'électrons inorganiques utilisés peuvent être l'hydrogène, plusieurs composés soufrés (hydrogène sulfuré, thiosulfate, soufre), l'ammoniac, les nitrites, les ions ferreux et peut-être l'ion manganèse. Les accepteurs d'électrons peuvent être l'oxygène, les nitrates, les sulfates ou même le CO2 dans le cas de la méthanogénèse.

Les bactéries réduisent le dioxyde de carbone (CO2) en sucre. Le mécanisme biologique d'incorporation du CO2 est semblable dans le monde vivant, quels que soient les organismes autotrophes considérés. Le cycle de Calvin-Benson, commun à tous les autotrophes, se compose de 3 ensembles complémentaires :

  • la réaction de condensation d'un pentose (sucre en C5) avec le CO2 pour former un acide organique ;
  • la réduction de l'acide organique en sucre ;
  • la régénération du pentose.
La différence entre chimiosynthèse et photosynthèse tient donc à l'origine de l'énergie utilisée : énergie chimique d'oxydation dans le premier cas, photolyse de l'eau dans le second.