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microbiologie 2*4 fonctions des décomposeurs



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Cours du 8 novembre 2013 2*4 :


2*4 les décomposeurs

Bactéries et champignons, et, dans une moindre mesure, protozoaires et algues, sont les responsables de la plupart des réactions biochimiques permettant le recyclage des éléments contenus dans les déchets des organismes, de manière à les fournir sous une forme assimilable à la végétation. Les microbes sont donc les ouvriers chargés de la gestion cyclique des éléments chimiques entrant dans la composition de la matière vivante. Ils accomplissent également d’autres fonctions, telles que le renouvellement de l’humus des sols, le contrôle du développement des autres organismes, ils servent d’intermédiaires entre la géosphère, la biosphère et l’atmosphère. Ils sont aussi, finalement, un aliment pour certains animaux microscopiques.

2.1 La forêt

En Suisse, on estime que la forêt produit dix fois plus de déchets (en poids) que la population humaine
> feuilles, brindilles, branches, troncs des arbres morts, matières fécales, dépouilles et cadavres d’insectes et autres animaux;
> en profondeur, les racines avec leurs desquamations et leur mort.

Ces déchets ne s’accumulent pas. La forêt gère ses déchets de manière presque totalement cyclique, fonction dévolue aux microorganismes, champignons et bactéries, aidés dans cette tâche par l’action avant tout mécanique des insectes et autres vertébrés du sol.

arragno foret cycle biomasse dechets
©Michel Arragno
  • CO2 > oxydation > sels minéraux
  • la forêt ‘climax’ n’est PAS le poumon de la planète : elle consomme ce qu’elle produit !

2.2 La digestion

Les déchets de notre forêt sont principalement formés de macromolécules qui ne peuvent être ingérés par les cellules des bactéries et des champignons.

polymères de sucres (polysaccharides)
acides aminés (protéines)
phénols (lignine)
acides gras (lipides, graisses)

Elles doivent d’abord être ‘digérées’ – hydrolysées – par des enzymes, produits par les micro-organismes, qui les découpent en petites unités solubles pour être ensuite transportées à l’intérieur de la cellule où elles pourront être assimilées (anabolisme), l’autre partie étant ‘brûlée’ pour la production d’énergie (catabolisme) généralement par la respiration > en conditions aérobies, CO2 et sels minéraux + eau > nouvelle production végétale.
ex. xylane > xylose

©Michel Arragno, complété en bleu
©Michel Arragno, complété en bleu

 

Polysaccharides :
> substance de réserve pour la cellule : amidon (végétaux), glycogène (animaux)
> constituants majeurs des parois cellulaires végétales : cellulose, hémicelluloses, pectines
> la cellulose est de loin le composé le plus abondant dans une litière végétale comme dans toute la biosphère : c’est un polymère de glucose que dégradent des bactéries et champignons spécialisés (conditions aérobies), et d’autres bactéries en conditions anaérobies (p. ex. digestion animale), genre Clostridium.
> les autres polysaccharides sont dégradés plus rapidement que la cellulose et par une plus grande variété d’organismes.
> dégradation par des enzymes (catalyseur protéique) qui agissent de plusieurs manières (cf schéma)

Lignines :
> polymères très complexes de composés phénoliques
> jamais pures, mais imprègnent certaines parois végétales, en particulier celles du bois (cellulose imprégnée de lignine > lignicellulose)
> composé assez récalcitrant < champignons, en conditions aérobies + eau

>> Types de pourriture selon les fonctions prédominantes
> ligninolyse : pourriture blanche < champignons ligninolytiques > reste la cellulose
> cellulolyse : pourriture brune, sèche, engendrant des segments cubiques < champignons cellulolytiques > reste la lignine

Les autres macromolécules, protéines et lipides en particulier, sont décomposées par une grande variété d’organismes, bactéries et champignons, produisant des exoenzymes spécifiques (protéases et lipases).

2.3 Catabolisme

©Michel Arragno
©Michel Arragno

> aérobiose = conditions oxiques = présence d’oxygène > oxydation complète des composés avec formation/rejet de CO2 = métabolisme respiratoire aérobie
> anaérobiose = conditions anoxiques = absence d’oxygène > réactions de fermentation > intermédiaires : acides organiques, alcools, hydrogène moléculaire > par tout un réseau d’interactions, conversion en un mélange de CH4 (méthane) et de CO2 (les 2 formes extrêmes d’oxydation et de réduction du carbone biologique) = « biogaz » ou gaz des marais

2.4 La minéralisation

Phase ultime de la dégradation > libération des éléments chimiques sous forme de molécules inorganiques dans l’environnement (carbone > CO2, hydrogène > H2O, azote > ammoniaque NH3, soufre > sulfure d’ydrogène H2S, phosphore > orthophosphate PO4-³, etc).

arragno mineralisation cycle dechets 1

… ça ne saurait tarder ! bonne nuit !
Tita, 4 février 2014 00:05



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