Fonctionnement de la photosynthèse et conséquences des nouveaux écosystèmes sur le (grand) gibier.
La
photosynthèse : base de la vie
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Introduction
1. Absorption de la lumière et formation de composés réducteurs
1.1 Les pigments photosynthétiques
1.2 La formation de réducteurs dans le schéma acyclique
2. La réactions de fixations du CO2 chez les végétaux en C3
2.1 La rubisco
2.2 La formation du glucose et de ses dérivés
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Conclusion
Les
grands herbivores et les végétaux.
La
photosynthèse : base de la vie
Introduction
Le
fonctionnement de la vie sur Terre repose sur deux phénomènes
biochimiques essentiels : la respiration et la photosynthèse. Ces
deux phénomènes ne sont possibles que grâce respectivement aux
mitochondries et aux chloroplastes. Ces organites cellulaires
fonctionnent de manière semi-autonome à l'intérieur de l'organite
considéré car ils possèdent leurs propre ADN codant pour les
sous-unités de certaines protéines. Ces organites résulteraient
d'une endosymbiose (théorie
de l'endosymbiose) avec un hôte, il y a plusieurs millions d'années.
Néamoins, le fonctionnement de ces organites est totalement différent.
En effet, l'un, la mitochondrie
utilise le glucose issu du cycle de Krebs pour former une molécule très
énergétique: l'ATP (Adénosine TriPhosphate).Celui-ci est alors
utilisé pour le fonctionnement général des êtres
vivants (osmo-régulation, transport, contraction
musculaire,...). L'autre, le chloroplaste, présent uniquement chez
les végétaux, utilise la lumière solaire et de l'ATP pour
constituer du glucose qui sera à son tour utilisé par les
mitochondries pour former de l'ATP; ainsi, "La photosynthèse :
base de la vie", pourrait devenir "Les végétaux : base de
la vie".
Ainsi,
tandis que toute la vie est basée sur cette utilisation du
glucose pour fabriquer de l'ATP, seuls les végétaux sont
capables de synthétiser du glucose à partir de matière minérale
(dioxyde de carbone, eau). Les animaux, quand à eux, sont obligés de
prélever le glucose dans leur alimentation (on parle d'hétérotrophie).
1.1
Les pigments photosynthétiques
Les
pigments photosynthétiques comme les chlorophylles a et b, les caroténoïdes
et les phycobilines, constituent de véritables capteurs d'énergie
solaire à l'intérieur de ce qu'on nomme les photosystèmes (au
nombre de deux ; dans les chloroplastes).
Les
pigments vont capter l'énergie solaire (constituée de photons :
corpuscules sans masse qui "portent" la lumière) et la
faire converger au centre des photosystèmes.
Ces
pigments absorbent les longueurs d'onde principalement autour de
400-500 nanomètres (nm) et 650-700 nm. En absorbant pratiquement
toutes les longueurs d'onde sauf le vert ou le vert-jaune (500-600
nm), les végétaux nous apparaissent ainsi de couleur verte.
1.2
La formation de réducteurs dans le schéma acyclique
La
photophosphorylation de l'eau, qui est permise suite à l'absorption
de l'énergie lumineuse et au transport des électrons, est le début
du schéma en "Z" qui aboutit à la formation de molécules
réductrices. Il y a eu ainsi, transformation de l'énergie lumineuse
en énergie chimique.
Réaction
de photophosphorylation:
H2O
1/2O2
+ 2e- + 2H+
A
ce niveau, les végétaux libèrent de l'oxygène au cours de la
photosynthèse. Cette oxygène est ensuite utilisée par tous les
etres vivants aérobies.
Le
schéma en "Z" permet finalement, après transfert des électrons,
la formation de NADPH,H+ et l'entrée de protons au sein des
thylakoides. La lumière, ainsi captée par les pigments photosynthétiques,
sert de "moteur énergétique initial" pour permettre la
formation de composés réducteurs dans le sens des potentiels décroissants.
Une
fois que les réducteurs sont formés, ils vont intervenir dans le
cycle de Calvin (cycle d'assimilation du dioxyde de carbone).
Les
protons H+ stockés dans les thylakoides passant par l'ATPase
membranaire permettent la synthèse d'ATP; molécule indispensable au
fonctionnement cellulaire. On va maintenant s'attacher à la synthèse
du glucose.
2.
La réactions de fixations du CO2 chez les végétaux en C3
2.1
La rubisco
Pour
ne pas rentrer trop dans les détails, nous limiterons l'étude de la
formation du glucose aux plantes dites en C3, qui sont les plus
communes sous nos climats.
La
rubisco est l'enzyme permettant la fixation du dioxyde de carbone
(c'est l'enzyme la plus abondante sur Terre).
En
réalité la rubisco possède une double fonction: photorespiratoire
et carboxylique.
Une
fois le dioxyde de carbone fixé, celui-ci rentre dans le cycle de
Calvin. A chaque tour, il y a synthèse d'un triose: le glycèraldéhyde-3-phosphate.
Cycle
de calvin : ce
cycle se déroule au sein du stroma du chloroplaste; les trioses formés
traversent donc la membrane chloroplastique pour se retrouver dans le
cytosol de la cellule végétale. Là, aura lieu leur transformation
en glucose.
2.2
La formation du glucose et de ses dérivés
Une
fois dans le cytosol, les trioses vont subir une série de réactions:
Voies de synthèse simplifiées.
Saccharose :
Glucose-amidon :
Conclusion
On
a vu ici, comment se forme la biomasse à partir de la lumière de
l'eau et du CO2. Le végétaux ont donc cette capacité à produire de
la matière organique (saccharose, glucose) à partir de matière minérale.
Ils
constituent ainsi la base de nombreux écosystèmes de la biosphère.
En effet, les herbivores consomment les végétaux qui représentent
leur seul source d'énergie. Le glucose des végétaux sera utilisé
par les animaux pour synthétiser de l'ATP. Cet ATP permet ensuite le
fonctionnement des cellules et le développement de l'animal. Celui-ci
fait alors du muscle, ce que les végétaux ne font pas. Cette viande
est alors elle-même la source de nourriture des carnivores. Mais dans
le même temps, il ne faut pas oublier que les végétaux sont eux-mêmes
dépendants des microorganismes saprophytes qui minéralisent la matière
organique du sol, des insectes qui transportent le pollen...
Les
végétaux sont donc bien à la base des écosystèmes, mais comme
tout écosystème, ils font partie intégrante de ceux-ci.
Les
grands herbivores et les végétaux.
Aujourd'hui,
les écosystèmes deviennent de plus en plus des "agrosystèmes"
ou des "systèmes sylvicoles". La source d'énergie première
de nos grands herbivores (cerf, chevreuil, mouflon...) ou omnivore
plutôt herbivore (sanglier) dépend donc de l'homme et des écosystèmes
artificiels qu'il a créé. En effet, la forêt est gérée par
l'homme, qui voit en elle une source de revenus, au même titre que
les cultures gérées elles aussi par l'homme pour nourrir
l'homme.
Il
semble alors évident que les sylviculteurs qui sont à la base de
toutes l'industrie du bois, et que les agriculteurs qui nourrissent
l'humanité, voient d'un mauvais oeil que les herbivores prolifèrent
et se nourrissent de leurs plantations qui constituent néanmoins les
seules sources de nourriture.
Il
est bien entendu qu'on ne peut éliminer ces espèces sous prétexte
qu'elles sont un danger pour deux gros secteurs économiques!
De
plus, certaines de ces espèces semblent être la seule faune de nos
forêts...
Quelles
sont dans ce contexte les solutions?
-
cantonner les populations en les assistants par un agrainage massif ?
Cette
solution peut être adaptée dans centaines régions, cependant, elle
pose à terme le problème de la domestication.
-
Construire des enclos a outrance autour des massifs forestiers ou des
champs ?
Cette
solution apparaît satisfaisant uniquement dans le cas où les
populations explosent et causent de gros dégâts.
-
Créer des parcs naturels dans lesquels on retrouverait les seuls spécimens
restants ?
La
nature deviendra alors un véritable désert faunistique.
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Laisser faire ?
C'est
ce que prône les défenseurs de la nature.
Ils n'auraient de défenseurs que le nom, car les écologues qui eux
possèdent la connaissance scientifique leurs diraient : les
herbivores n'ont plus de prédateurs connus, donc si on laisse faire,
les dégâts causé aux cultures et forêts se chiffreraient rapidement
en centaines de millions de francs (supportés au passage par les
seuls chasseurs).
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Réguler et gérer les populations ?
Cette
solution semble aux yeux de beaucoup la plus noble et la plus sûre.
En
effet,
-
Tout d'abord elle permet d'être sûr que les dégâts des herbivores ne se chiffreront jamais en centaines de millions de francs.
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De plus, elle constitue un moyen de sélectionner des animaux. Ainsi, si la population est en déclin, on peut limiter le tir des mères et inversement en cas d'expansion.
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Des aménagements sommaires peuvent dissuader les animaux d'aller détruire les plantations.
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L'observation et les comptages (par l'IKA notamment qui tend à se généraliser) aboutit à des plans de chasse précis et qui ont pour but de faire corréler la population de ces espèces à la capacité maximum d'accueil des territoires.
On
obtient alors ce que l'on appelle la gestion Agro-sylvo-cynégétique
qui concilie les intérêts de chacun des acteurs du monde rural.
Enfin,
cette gestion permet à qui sait prendre le temps, d'observer et
d'admirer la faune de nos forêts et de nos campagnes.