AUTOTROPHIE & HÉTÉROTROPHIE
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Les besoins d'aliments et d'énergie sont satisfaits de manière différente selon les êtres vivants. Un végétal chlorophyllien fabrique son protoplasme en utilisant des sels minéraux, du gaz carbonique, de l'eau et de la lumière. L'homme et les animaux n'ont pas cette capacité, leur autonomie nutritive n'est pas aussi grande, puisqu'ils exigent des aliments organiques. Leur mode de vie est hétérotrophique, tandis que celui du végétal est autotrophique. Mais l'hétérotrophie est multiple. Un champignon se nourrit de sucres, de nitrates, de sulfates et de quelques autres sels. Un autre, dérivé du premier par mutation, exige en outre un facteur de croissance, une vitamine, qu'il ne peut synthétiser. Il est auxotrophe à l'égard de ce facteur, alors que le premier est prototrophe. Sources d'énergie et exigences alimentaires simples ou complexes se conjuguent dans la diversification des besoins des êtres, sous l'unité apparente des processus biologiques.
Les différents types trophiques
Pour les plantes chlorophylliennes, les aliments minéraux sont puisés dans l'air, l'eau et le sol. La lumière leur apporte l'énergie nécessaire. Aussi peut-on imaginer que leur vie est complètement indépendante des autres organismes au point de vue nutritif.
La conception de cette indépendance s'est dégagée depuis la fin du xviiie siècle, par les observations de Priestley (1772-1779), Sénebier (1782), Ingen-Housz (1796), de Saussure (1804). Elle s'est imposée après que Pasteur et ses élèves eurent développé, dans la seconde moitié du xixe siècle, la technique des cultures axéniques, c'est-à-dire des cultures pures, dans lesquelles se développe un seul être, une seule espèce ou une seule souche.
L'autonomie nutritive des végétaux chlorophylliens les fait qualifier d'autotrophes (du grec τροϕε̃ιν, nourrir, et ἀυτ́ος, soi-même). Cette autonomie implique qu'ils sont capables de réaliser la synthèse de tous leurs constituants, sans exception.
Par opposition, l'homme et les animaux ont un besoin absolu d'aliments organiques. Ils les trouvent dans le corps des êtres vivants ou morts qu'ils consomment. On les dit hétérotrophes (̔́ετερος, autre, différent). Par rapport à leurs propres constituants, leur capacité de synthèse est moindre que celle qui caractérise les autotrophes.
Les hétérotrophes ont un besoin absolu de substances organiques tandis que l'autotrophie est pour les autotrophes une capacité et non une nécessité : on peut cultiver un végétal vert en lui fournissant du glucose comme unique source de carbone. Aussi est-il préférable de parler de modes de vie autotrophiques et hétérotrophiques.
Ces définitions sont d'ailleurs à la fois trop catégoriques et trop imprécises. De nombreuses bactéries, de nombreux champignons peuvent se développer dans un milieu de culture où la seule substance organique offerte est le glucose ; les autres aliments nécessaires sont minéraux : nitrate pour l'azote, sulfate pour le soufre, etc. Le glucose, par les oxydations cellulaires, fournit l'énergie requise pour la croissance. Il fournit aussi les chaînes carbohydrogénées des constituants protoplasmiques : autres glucides, protéines, lipides, etc.
Si ce mode de nutrition est l'hétérotrophie pour le carbone, il est autotrophique pour l'azote et le soufre.
Les euglènes, algues unicellulaires des mares, possèdent de la chlorophylle et, par photosynthèse, assimilent le gaz carbonique. Cependant elles ne peuvent vivre sur des milieux purement minéraux. Quelques substances organiques leur sont indispensables : la vitamine B12, les constituants de la vitamine B1 (thiazol et pyrimidine). Si ces algues paraissent douées d'autotrophie pour la majeure partie de leur alimentation, il leur manque donc la possibilité de synthétiser quelques substances nécessaires à la vie, à la croissance et cette lacune les contraint à une vie hétérotrophique.
La plupart des organismes végétaux font eux-mêmes la synthèse de ces substances ou facteurs de croissance. C'est le cas des végétaux chlorophylliens autotrophes et de [...]
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Écrit par :
- Alexis MOYSE : professeur honoraire à l'université de Paris-Sud, correspondant de l'Académie des sciences
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Pour citer l’article
Alexis MOYSE, « AUTOTROPHIE & HÉTÉROTROPHIE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 28 juin 2022. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/autotrophie-et-heterotrophie/