Conséquences de la photosynthèse à l'échelle planétaire
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Objectif(s)
Définir la productivité primaire brute et
nette.
Localiser la productivité primaire à la surface de la planète.
Comment la photosynthèse intervient-elle dans le développement de la biomasse à l’échelle de la planète ?
Localiser la productivité primaire à la surface de la planète.
Comment la photosynthèse intervient-elle dans le développement de la biomasse à l’échelle de la planète ?
1. Localisation de la photosynthèse à la
surface de la planète
Les végétaux chlorophylliens sont
les seuls êtres vivants capables de
produire de la matière organique
à partir de matière minérale.
Le processus mis en jeu est la
photosynthèse qui permet de
convertir l’énergie lumineuse
en une énergie chimique réutilisable
par la cellule pour son propre
métabolisme.
On trouve des végétaux
chlorophylliens dans tous les
écosystèmes à la surface de
la planète. Ils sont à la base des
chaînes alimentaires.
La photosynthèse se traduit à la surface de la Terre par la production de biomasse : masse de matière organique qui constitue un être vivant.
Cette production est appelée productivité primaire : quantité de carbone incorporée par les végétaux chlorophylliens en un lieu donné pendant un an (unité = tonnes de carbone par hectare et par an, tC.ha-1.an-1).
La photosynthèse se traduit à la surface de la Terre par la production de biomasse : masse de matière organique qui constitue un être vivant.
Cette production est appelée productivité primaire : quantité de carbone incorporée par les végétaux chlorophylliens en un lieu donné pendant un an (unité = tonnes de carbone par hectare et par an, tC.ha-1.an-1).
a. La productivité primaire dans les
océans
Au total, la productivité primaire
océanique annuelle
s’élève à 25
GtC.an-1. Elle est concentrée
en bordure des continents notamment :
- A l’embouchure des fleuves qui apportent les sels minéraux à l’océan,
- Dans les zones de upwelling où les eaux profondes remontent à la surface ramenant ainsi la matière minérale issue de la décomposition des organismes.
- Dans les zones d’eaux froides qui favorisent la dissolution du CO2.
Les végétaux chlorophylliens intervenant dans la production de matière organique océanique sont majoritairement le phytoplancton. Ce sont des organismes unicellulaires microscopiques.
Les algues chlorophylliennes interviennent peu dans la productivité primaire océanique.
- A l’embouchure des fleuves qui apportent les sels minéraux à l’océan,
- Dans les zones de upwelling où les eaux profondes remontent à la surface ramenant ainsi la matière minérale issue de la décomposition des organismes.
- Dans les zones d’eaux froides qui favorisent la dissolution du CO2.
Les végétaux chlorophylliens intervenant dans la production de matière organique océanique sont majoritairement le phytoplancton. Ce sont des organismes unicellulaires microscopiques.
Les algues chlorophylliennes interviennent peu dans la productivité primaire océanique.
b. La productivité primaire sur les
continents
Au total, la productivité primaire
continentale annuelle s’élève
à 53 GtC.an-1. Elle va être
variable en fonction de
l’écosystème
considéré (document 1).
|
| Doc. 1 Productivité primaire des quelques écosystèmes |
La productivité primaire apparaît
corrélée avec l’abondance
de la biomasse végétale dans
l’écosystème. Ainsi, elle
est la plus importante dans les forêts qui
présentent la biomasse
végétale la plus abondante.
2. Le devenir de la biomasse produite au sein des
écosystèmes
La photosynthèse permet
l’entrée de matière
minérale et d’énergie dans
la planète. Les molécules
organiques produites vont servir à
fournir de l’énergie et de la
matière aux êtres vivants.
La productivité primaire brute rend compte de la quantité de biomasse totale produite par les végétaux chlorophylliens. Ces derniers vont utiliser une partie de la matière et de l’énergie pour leur propre métabolisme.
On appelle alors productivité primaire nette : la quantité de biomasse restant pour les autres êtres vivants notamment les animaux. Ces derniers vont utiliser les molécules organiques notamment les glucides pour produire de l’énergie au cours de la respiration. Cette énergie leur sera utile pour assurer leur métabolisme.
A la mort des êtres vivants, des décomposeurs présents dans le sol vont transformer la matière organique en matière minérale. Cette réaction va libérer les sels minéraux dans le sol qui pourront être utilisés de nouveau par les végétaux chlorophylliens pour la photosynthèse (Document 2).
La productivité primaire brute rend compte de la quantité de biomasse totale produite par les végétaux chlorophylliens. Ces derniers vont utiliser une partie de la matière et de l’énergie pour leur propre métabolisme.
On appelle alors productivité primaire nette : la quantité de biomasse restant pour les autres êtres vivants notamment les animaux. Ces derniers vont utiliser les molécules organiques notamment les glucides pour produire de l’énergie au cours de la respiration. Cette énergie leur sera utile pour assurer leur métabolisme.
A la mort des êtres vivants, des décomposeurs présents dans le sol vont transformer la matière organique en matière minérale. Cette réaction va libérer les sels minéraux dans le sol qui pourront être utilisés de nouveau par les végétaux chlorophylliens pour la photosynthèse (Document 2).
Ainsi, les végétaux chlorophylliens
se trouvent à la base de la chaîne
alimentaire. Les molécules organiques
qu’ils produisent grâce à la
photosynthèse sont soit
digérées par les animaux pour
produire leur propre matière, soit
oxydées lors de la respiration pour
produire de l’énergie
chimique.
L'essentiel
A l’échelle de la
planète, la photosynthèse joue
donc un rôle essentiel puisqu’elle
permet l’entrée de la matière
minérale et de l’énergie
dans l’ensemble du monde vivant : la
biosphère.
Les végétaux chlorophylliens qui assurent cette réaction métabolique sont présents en quantité variable dans les différents écosystèmes. Ils sont à la base de la chaîne alimentaire.
La matière minérale qu’ils utilisent pour produire la matière organique va être recyclée le long de la chaîne alimentaire. La matière organique qu’ils produisent sera utilisée par les êtres vivants après leur digestion pour reconstituer leur propre matière organique.
L’énergie lumineuse qui est captée par la chlorophylle est convertie en énergie chimique. Elle est stockée dans les molécules organiques produites qui sont ensuite oxydées lors de la respiration.
La photosynthèse fournit donc à l’ensemble des êtres vivants tous les éléments dont ils ont besoin pour assurer leur métabolisme.
Les végétaux chlorophylliens qui assurent cette réaction métabolique sont présents en quantité variable dans les différents écosystèmes. Ils sont à la base de la chaîne alimentaire.
La matière minérale qu’ils utilisent pour produire la matière organique va être recyclée le long de la chaîne alimentaire. La matière organique qu’ils produisent sera utilisée par les êtres vivants après leur digestion pour reconstituer leur propre matière organique.
L’énergie lumineuse qui est captée par la chlorophylle est convertie en énergie chimique. Elle est stockée dans les molécules organiques produites qui sont ensuite oxydées lors de la respiration.
La photosynthèse fournit donc à l’ensemble des êtres vivants tous les éléments dont ils ont besoin pour assurer leur métabolisme.
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