Différence principale - chimiosynthèse vs photosynthèse

La chimiosynthèse et la photosynthèse sont les deux principaux mécanismes de production par lesquels les organismes produisent leur propre nourriture. Les deux processus sont impliqués dans la production de sucres simples comme le glucose à partir de dioxyde de carbone et d'eau. Les différence principale entre la chimiosynthèse et la photosynthèse est que la chimiosynthèse est le processus qui synthétise les composés organiques dans la cellule par l'énergie générée par les réactions chimiques tandis que la photosynthèse est le processus qui synthétise des composés organiques par l'énergie obtenue à partir de la lumière du soleil.

Cet article examine,

1. Qu'est-ce que la chimiosynthèse - Définition, caractéristiques, processus 2. Qu'est-ce que la photosynthèse - Définition, caractéristiques, processus 3. Quelle est la différence entre la chimiosynthèse et la photosynthèse

Qu'est-ce que la chimiosynthèse

La chimiosynthèse est la synthèse de composés organiques en utilisant l'énergie obtenue en oxydant des composés inorganiques. La chimiosynthèse se produit en l'absence de lumière du soleil, dans des endroits comme les bouches hydrothermales dans l'océan profond. Les organismes vivant dans les cheminées hydrothermales utilisent des composés inorganiques provenant du fond marin comme source d'énergie pour la production de nourriture. Ainsi, les cheminées hydrothermales sont constituées d'une biomasse élevée comprenant une répartition clairsemée d'animaux, qui dépendent de la chute de nourriture par chimiosynthèse. La chimiosynthèse est principalement effectuée par des microbes, qui se trouvent sur le fond marin, formant des tapis microbiens. Les vers à écailles, les patelles et les escargots comme les brouteurs peuvent être trouvés sur le tapis en les mangeant. Les prédateurs viennent aussi manger ces brouteurs. Des animaux comme les vers tubicoles vivent en symbiose avec des bactéries chimiosynthétiques. Des vers tubicoles géants à côté d'un évent hydrothermal sont illustrés à la figure 1.

Figure 1: Vers tubicoles géants à côté d'un évent hydrothermal

Au cours de la chimiosynthèse, les bactéries utilisent l'énergie stockée dans les liaisons chimiques du sulfure d'hydrogène ou de l'hydrogène gazeux afin de produire du glucose à partir de dioxyde de carbone dissous et d'eau. La réaction chimique pour l'utilisation du sulfure d'hydrogène dans la chimiosynthèse est illustrée ci-dessous.

12H₂S + 6CO₂ → C₆H₁₂O₆ (Glucose) + 6H₂O + 12S

Les organismes qui effectuent la chimiosynthèse sont appelés chimiotrophes. Les chimioorganotrophes et les chimiotrophes sont les deux catégories de chimiotrophes. Les chimiolithotrophes utilisent des électrons provenant de sources chimiques inorganiques comme le sulfure d'hydrogène, les ions ammonium, les ions ferreux et le soufre élémentaire. Acidithiobacillus ferrooxidans qui est une bactérie du fer, Nitrosomonas qui est une bactérie nitrosifiante, Nitrobacctor qui est une bactérie nitrifiante, les protéobactéries oxydant le soufre, les aquificaeles et les archées méthanogènes sont des exemples de chimiolithotrophes.

Qu'est-ce que la photosynthèse

La photosynthèse est le processus par lequel les plantes vertes et les algues synthétisent du glucose pour former du dioxyde de carbone et de l'eau en utilisant la lumière du soleil comme source d'énergie. Le pigment chlorophylle est impliqué dans ce processus. Chez les plantes, la photosynthèse se produit dans des plastes spécialisés appelés chloroplastes. Les plantes supérieures sont constituées de feuilles, contenant plus de chlorophylle afin de réaliser efficacement la photosynthèse.

Figure 2: Feuilles en photosynthèse

On retrouve deux catégories de photosynthèse: la photosynthèse oxygénée et la photosynthèse anoxygénique. La photosynthèse oxygénique se produit chez les cyanobactéries, les algues et les plantes, tandis que la photosynthèse anoxygénique se produit chez les bactéries soufrées violettes et les bactéries soufrées vertes. Au cours de la photosynthèse oxygénée, les électrons sont transférés de l'eau au dioxyde de carbone. Ainsi, l'eau est oxydée et le dioxyde de carbone est réduit, produisant du glucose. Par conséquent, le donneur d'électrons dans la photosynthèse oxygénée est l'eau. L'oxygène gazeux est un sous-produit de la photosynthèse oxygénée. En revanche, la photosynthèse anoxygénique ne produit pas d'oxygène en tant que sous-produit. Le donneur d'électrons est variable et il peut s'agir de sulfure d'hydrogène. Les réactions chimiques de la photosynthèse oxygénée et anoxygénique sont présentées ci-dessous.

Photosynthèse oxygénique:

6CO₂ + 12H₂O + Énergie lumineuse → C₆H₁₂O₆ + 6O₂ + 6H₂O

Photosynthèse anoxygénique:

CO₂ + 2H₂S + Énergie lumineuse → [CH₂O] + 2S + H₂O

Les organismes qui effectuent la photosynthèse sont appelés phototrophes. Les photoautotrophes et les photohétérotrophes sont les deux catégories de phototrophes. La source de carbone des photoautotrophes est le dioxyde de carbone, tandis que la source de carbone des photohétérotrophes est le carbone organique. Les plantes vertes, les cyanobactéries et les algues sont des exemples de photoautotrophes et certaines bactéries comme Rhodobactor sont des exemples de photohétérotrophes.

Différence entre la chimiosynthèse et la photosynthèse

Source d'énergie

Chimiosynthèse: La source d'énergie de la chimiosynthèse est l'énergie chimique stockée dans des produits chimiques inorganiques comme le sulfure d'hydrogène.

Photosynthèse: La source d'énergie de la photosynthèse est la lumière du soleil.

Conversion de l'énergie

Chimiosynthèse: L'énergie chimique stockée dans les composés inorganiques est stockée dans les composés organiques lors de la chimiosynthèse.

Photosynthèse: L'énergie lumineuse est convertie en énergie chimique lors de la photosynthèse.

Organismes

Chimiosynthèse: Les organismes chimiosynthétiques sont collectivement appelés chimiotrophes.

Photosynthèse: Les organismes photosynthétiques sont collectivement appelés phototrophes.

Pigments impliqués

Chimiosynthèse: Aucun pigment n'est impliqué dans la chimiosynthèse.

Photosynthèse: La chlorophylle, les caroténoïdes et les phycobilines sont les pigments impliqués dans la photosynthèse.

Plastides impliqués

Chimiosynthèse: Les plastes ne sont pas impliqués dans la chimiosynthèse.

Photosynthèse: Les chloroplastes sont les plastes trouvés dans les plantes; les réactions de la photosynthèse sont concentrées dans la cellule.

L'oxygène comme sous-produit

Chimiosynthèse: L'oxygène gazeux n'est pas libéré en tant que sous-produit.

Photosynthèse: L'oxygène est libéré comme sous-produit lors de la photosynthèse.

Contribution à l'énergie biosphérique totale

Chimiosynthèse: La chimiosynthèse a une contribution plus faible à l'énergie biosphérique totale.

Photosynthèse: La photosynthèse a une contribution plus élevée à l'énergie biosphérique totale.

Catégories

Chimiosynthèse: Les chimioorganotrophes et les chimiotrophes sont les deux catégories de chimiotrophes.

Photosynthèse: Les photoautotrophes et les photohétérotrophes sont les deux catégories de phototrophes.

Présence

Chimiosynthèse: La chimiosynthèse se trouve dans les bactéries comme Acidithiobacillus ferrooxidans, Nitrosomonas, Nitrobacter, les protéobactéries oxydant le soufre, les aquificaeles et les archées comme les archées méthanogènes.

Photosynthèse: La photosynthèse se trouve dans les plantes vertes, les cyanobactéries, les algues et les bactéries Rhodobactor.

Conclusion

La chimiosynthèse et la photosynthèse sont deux types de productions primaires présentes chez les organismes. La chimiosynthèse et la photosynthèse alimentent toutes les formes de vie sur terre. La plupart des organismes chimiosynthétiques et photosynthétiques utilisent du dioxyde de carbone et de l'eau pour produire des composés organiques comme nourriture. La chimiosynthèse utilise l'énergie chimique stockée dans des composés inorganiques afin de produire des sucres simples comme le glucose. C'est la principale source d'énergie de la plupart des animaux trouvés dans les cheminées hydrothermales en haute mer, où la lumière du soleil est incapable d'atteindre. En revanche, la photosynthèse utilise l'énergie lumineuse du soleil pour produire du glucose. La chimiosynthèse se trouve principalement dans les bactéries, qui peuvent soit vivre indépendamment sur le fond marin, soit dans les symbiotes vivant à l'intérieur des animaux comme les vers tubicoles en remplaçant leurs intestins. Les plantes terrestres sont les principaux producteurs de la plupart des chaînes alimentaires sur terre. Cependant, la principale différence entre la chimiosynthèse et la photosynthèse réside dans leur source d'énergie.

Référence: 1. Comité sur les opportunités de recherche en biologie du National Research Council (États-Unis). « Ecologie et écosystèmes ». Opportunités en biologie. Bibliothèque nationale de médecine des États-Unis, 1er janvier 1989. Web. 03 avril 2017. 2. Conseil des études océaniques du National Research Council (États-Unis). « Réalisations en océanographie biologique ». 50 ans de découverte de l'océan: National Science Foundation 1950-2000. Bibliothèque nationale de médecine des États-Unis, 1er janvier 1970. Web. 03 avril 2017. 3. Cooper, Geoffrey M. « Photosynthèse ». La cellule: une approche moléculaire. 2e édition. Bibliothèque nationale de médecine des États-Unis, 1er janvier 1970. Web. 03 avr. 2017.

Courtoisie d'image: 1. "Vers géants à côté de l'évent" Par la Nasa - (Domaine public) via Commons Wikimedia 2. "318743" (Domaine public) via Pixabay