Les êtres vivants produisent de la matière organique. On distingue les producteurs primaires, qui produisent de la matière organique uniquement grâce à de la matière minérale (c'est le cas des plantes chlorophyliennes), et les producteurs secondaires (comme les animaux) qui ont besoin à la fois de matière organique et de matière minérale.
Les êtres vivants produisent de la matière organique
Définition de la matière organique
Matière organique
La matière organique est la matière fabriquée par les êtres vivants (végétaux, animaux ou micro-organismes). Elle compose leurs différents organes.
Le rôle de la matière organique
Les êtres vivants produisent de la matière organique pour grandir, se développer et former de nouveaux organes. Les êtres vivants sont donc des producteurs.
Producteur
Un producteur est un être vivant qui fabrique de la matière organique. Tous les êtres vivants sont des producteurs.
La mesure de la production de matière organique
Il est possible de mesurer la production de matière organique en mesurant la taille ou la masse d'une plante ou d'un animal.
Par exemple, les arbres produisent de la matière :
- En hauteur : on peut mesurer la taille d'un arbre.
- En largeur : on peut en mesurer le diamètre.
Il est possible de connaître l'âge de l'arbre au moment de sa coupe en comptant le nombre d'anneaux de croissance appelés "cernes".
Les cernes d'un arbre
Pixabay
La taille et le diamètre du chêne augmentent avec l'âge, le chêne est donc bien un producteur de matière organique.
Si l'on sème des graines de lentilles dans des conditions favorables, elles se développeront. On mesure la longueur de leur tige ainsi que leur poids, on obtient les résultats suivants.
| Âge (en jours) | \textcolor{Red}{0} | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Longueur de la tige (en centimètres) | \textcolor{Red}{0} | 0,3 | 0,7 | 2,2 | 3,7 | 5,9 | 8,1 |
La longueur de la tige et la masse des lentilles augmentent avec leur âge, elles sont donc des producteurs de matière organique.
La germination des graines de lentille
Après la germination de la graine, les végétaux croissent :
- Ils grandissent
- Ils grossissent
Ils se développent également en fabriquant différents organes :
- Les feuilles
- Les tiges
- Les racines
- Les fleurs
- Le bois
Les besoins des êtres vivants pour produire leur propre matière
Pour les végétaux
Pour fabriquer leur matière organique, croître et se développer, les végétaux verts ont besoin :
- De matière minérale
- De lumière
La matière minérale est composée :
- D'eau
- De sels minéraux (matière minérale non vivante, nécessaire au développement des êtres vivants)
- De dioxyde de carbone
L'eau et les sels minéraux sont en général prélevés dans le sol grâce aux racines. Le dioxyde de carbone est un gaz prélevé dans l'air.
Schéma d'une plante produisant de la matière organique
Il est possible de mettre en évidence les besoins nutritifs des végétaux verts en réalisant différentes expériences. On met en culture des plantules de blé dans différentes conditions (de 1 à 4) pendant un temps donné, et on compare le résultat obtenu avec le montage témoin.
| Montage | Eau | Sels minéraux | Lumière | Dioxyde de carbone | Résultats |
|---|---|---|---|---|---|
| Témoin | x | x | x | x | Plante verte |
| n°1 | x | x | x | Plante desséchée |
Conclusion 1 : la plante a besoin d'eau pour vivre.
| Montage | Eau | Sels minéraux | Lumière | Dioxyde de carbone | Résultats |
|---|---|---|---|---|---|
| Témoin | x | x | x | x | Plante verte |
| n°2 | x | x | x | Plante verte mais petite |
Conclusion 2 : la plante a besoin de sels minéraux pour grandir.
| Montage | Eau | Sels minéraux | Lumière | Dioxyde de carbone | Résultats |
|---|---|---|---|---|---|
| Témoin | x | x | x | x | Plante verte |
| n°3 | x | x | x | Plante jaune moins grande |
Conclusion 3 : la plante a besoin de lumière pour grandir et être verte.
| Montage | Eau | Sels minéraux | Lumière | Dioxyde de carbone | Résultats |
|---|---|---|---|---|---|
| Témoin | x | x | x | x | Plante verte |
| n°4 | x | x | x | Plante verte moins grande |
Conclusion 4 : la plante a besoin de dioxyde de carbone pour grandir.
Les plantes vertes n'ont besoin que de matière minérale (eau, sels minéraux, dioxyde de carbone) pour produire de la matière organique : ce sont des producteurs primaires.
La transformation de la matière minérale en matière organique n'est possible qu'à la lumière, c'est la photosynthèse. Seules les plantes vertes, ayant de la chlorophylle, sont capables de réaliser cette transformation.
Pour les animaux
Les animaux produisent également de la matière organique lorsqu'ils grandissent et grossissent. Ils utilisent la matière organique pour leur développement. La nourriture des animaux est composée :
- De matière minérale (eau et sels minéraux)
- De matière organique provenant d'autres êtres vivants
Les animaux produisent donc leur propre matière organique à partir de matière organique d'autres êtres vivants. On dit que ce sont des producteurs secondaires.
Les végétariens
Certains animaux ne consomment que des végétaux : ce sont des végétariens.
Le bombyx du mûrier est un papillon qui se nourrit de feuilles de mûrier. La taille de sa chenille passe de 3 à 80 millimètres en quelques semaines. Cette chenille produit du fil de soie qui lui permet de fabriquer son cocon, avant de se transformer en papillon.
Un cocon de Bombyx du mûrier
Les carnivores
D'autres animaux ne mangent quasiment que des animaux : ce sont des carnivores.
Le requin-taureau se nourrit principalement de poissons, c'est donc un carnivore.
Wikimedia Commons
Les omnivores
Enfin, certains animaux produisent leur matière organique à partir de tous types d'êtres vivants, végétaux comme animaux : ce sont des omnivores.
L'ours brun est un animal omnivore. Il se nourrit principalement de végétaux, mais aussi de poissons, d'insectes et de petits mammifères. En hiver, toute cette nourriture se fait rare et l'ours brun hiberne.
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Les chaînes alimentaires
Tous les êtres vivants sont dépendants les uns des autres. Il existe des relations alimentaires entre eux : on parle de chaînes alimentaires. Chaque être vivant est l'un des maillons de la chaîne.
Chaîne alimentaire
Une chaîne alimentaire est une succession d'êtres vivants dont chacun est mangé par celui qui le suit.
La salade est mangée par l'escargot qui est mangé par une grive.
- Les végétaux verts chlorophylliens n'ont besoin que de matière minérale, ils sont à la base des chaînes alimentaires.
- Les végétariens viennent en second.
- Puis se trouvent les carnivores.
Une chaîne alimentaire
Wikimedia Commons
Chaque être vivant pouvant être mangé par de nombreux autres êtres vivants, les chaînes alimentaires se croisent : on parle alors de réseau alimentaire.
Le devenir de la matière organique
Lorsqu'un être vivant meurt, ce qu'il reste de lui tombe au sol (corps, plante, etc). Parfois, les êtres vivants renouvellent des parties de leur corps au cours de leur vie et cette matière tombe aussi au sol. C'est le cas des feuilles des arbres chez les végétaux ou des poils ou de la peau chez les animaux.
Le fonctionnement du sol
Sol
Le sol est la partie qui se trouve à la surface de la Terre. Il est composé d'éléments minéraux et d'êtres vivants. Il recouvre la roche du sous-sol.
De la surface vers la profondeur, le sol est composé :
- De la litière : située juste sous la végétation, elle est formée de débris et de restes d'êtres vivants en cours de décomposition.
- De l'humus, matière sombre située sous la litière, riche en matière organique.
- De débris de roches dans une couche minérale, matière minérale du sol provenant de la dégradation des roches du sous-sol.
La coupe d'un sol sur un sous-sol
La litière du sol
L'humus du sol
La dégradation de la matière par les décomposeurs
La litière est la première couche du sol. Elle constitue une grande source de matière organique avec toutes ses feuilles mortes et autres restes d'êtres vivants. Il existe des êtres vivants qui s'en nourrissent, ils sont appelés des décomposeurs.
Décomposeurs
Un décomposeur est un être vivant qui transforme la matière organique du sol en matière minérale. Les champignons, les vers de terre, les cloportes ou les bactéries sont des décomposeurs.
Les vers de terre absorbent la matière minérale du sol, creusent des galeries et consomment des débris de la litière (matière organique). Ils rejettent à la surface du sol de la matière minérale et des débris non digérés sous forme de turricules.
Un ver de terre et des turricules
Il n'y a pas que des décomposeurs dans le sol, les êtres vivants y sont très nombreux et très actifs. Certains sont même carnivores. Le sol est ainsi le support d'un véritable réseau alimentaire qui intervient dans la dégradation de la matière organique.
Des animaux du sol
Un exemple de réseau alimentaire permettant la dégradation d'une feuille morte
Un cas particulier : l'utilisation par l'Homme
Les décomposeurs transforment la matière issue des êtres vivants en matière minérale qui sera utilisée à son tour par les végétaux afin de produire leur matière organique. Il est possible pour l'Homme d'utiliser ce procédé naturel de décomposition pour recycler les déchets biodégradables et fabriquer du compost qui servira d'apport nutritif aux plantes.
Par ailleurs, la matière organique est utilisée par l'Homme dans de nombreux domaines :
- Les matériaux de construction (le pin permet de fabriquer des planches)
- Les textiles (le coton est utilisé pour fabriquer des vêtements ou des tissus)
- Les médicaments (l'acide acétylsalicylique est la molécule active de l'aspirine et provient à l'origine de l'écorce d'un saule). De nombreuses recherches sur les plantes sont toujours en cours pour trouver de nouveaux médicaments.