Les êtres vivants, animaux et végétaux, ont besoin de se nourrir. Les éléments essentiels aux êtres vivants sont prélevés dans le milieu puis distribués dans les organismes.
La nutrition chez les animaux
Les régimes alimentaires
Les animaux sont tous différents et ne se nourrissent pas de la même manière. De même, ils ont des attributs différents (dents, estomac, etc.), et cela joue sur leur régime alimentaire.
Régime alimentaire
Le régime alimentaire correspond à l'ensemble des aliments consommés par un animal :
- Un animal qui ne consomme que des aliments d'origine végétale est végétarien.
- Un animal qui ne consomme que des aliments d'origine animale est carnivore.
- Un animal qui consomme des aliments d'origine animale et végétale est omnivore.
Le système digestif d'un animal est lié à son régime alimentaire :
- Les insectivores ont un tube digestif court.
- Les animaux végétariens ont un tube digestif plus long pour digérer les végétaux qu'ils consomment.
- Les ruminants ont un estomac avec plusieurs compartiments qui leur permet de digérer plusieurs fois la nourriture.
Adaptation du système digestif au régime alimentaire
Ruminant
Un ruminant est un mammifère herbivore renvoyant ses aliments dans sa bouche afin de les remastiquer après qu'ils aient été déjà partiellement digérés.
La vache, la girafe et le cerf sont des ruminants.
Les mammifères changent de régime alimentaire au cours de leur vie. À la naissance, ils se nourrissent de lait maternel. Puis une fois leur dentition acquise, ils consomment d'autres aliments.
Les systèmes de transport
Afin d'apporter les nutriments et le dioxygène à l'ensemble des cellules, les animaux possèdent un système circulatoire. Situé à l'intérieur de l'organisme, il sert à redistribuer les ressources.
Chez les insectes, le système circulatoire est ouvert. Il est en général constitué d'un vaisseau dorsal ouvert vers le reste de l'organisme. Sa contraction permet la mise en mouvement de l'hémolymphe (le "sang" des insectes) à travers tout le corps de l'insecte afin d'alimenter chacune de leurs cellules.
Le système circulatoire ouvert chez les insectes
Chez les vertébrés, le système circulatoire est clos et possède d'autres fonctions que celle de transport de nutriments vers les cellules. Il permet également le transport du dioxygène à l'ensemble des cellules et l'élimination des déchets produits par les cellules en les transportant vers les reins.
De plus, le sang permet d'apporter les nutriments aux tissus de stockage tels que le tissu adipeux contenant des graisses qui forment des réserves de nourriture pouvant être utiles en cas de jeûne.
La circulation sanguine
La nutrition chez les végétaux
La photosynthèse
Pour fabriquer leur matière organique grâce à la photosynthèse, les végétaux chlorophylliens ont besoin :
- De matière minérale, composée d'eau, de sels minéraux et de dioxyde de carbone
- De lumière
Photosynthèse
La photosynthèse désigne un processus réalisé par les cellules chlorophylliennes, qui permet la transformation de l'énergie lumineuse en énergie chimique (sous la forme de matière organique).
Le processus de photosynthèse
Chlorophylle
La chlorophylle est une molécule présente dans les chloroplastes de la cellule végétale, qui capte l'énergie lumineuse nécessaire à la photosynthèse.
La photosynthèse a donc lieu uniquement pendant la journée. La matière organique est alors stockée dans les cellules chlorophylliennes le temps qu'elle soit transportée vers l'ensemble des cellules de la plante par la sève élaborée.
Sève élaborée
La sève élaborée désigne la sève riche en matière organique allant des feuilles vers les organes non chlorophylliens (racines, tubercules, fleurs, jeunes bourgeons, etc.)
Les systèmes de transport des minéraux
La plante prélève directement le dioxyde de carbone dans l'air par des petits trous dans ses feuilles appelés stomates. Celui-ci n'a pas besoin d'être transporté puisque c'est au niveau des cellules chlorophylliennes des feuilles qu'il est utilisé pour effectuer la photosynthèse.
Stomate
Un stomate est un orifice s'ouvrant à la surface des feuilles, entouré par deux cellules bordantes. Il peut s'ouvrir ou se fermer et permet ainsi les échanges gazeux (O2, CO2, vapeur d'eau) entre la plante et son milieu de vie.
Un stomate sur une feuille de tomate
Wikimedia Commons
En revanche, l'eau et les sels minéraux sont absorbés au niveau des racines, et plus précisément par les poils absorbants.
Schéma d'une racine et de ses poils absorbants vus en coupe à droite
Cette absorption d'eau et de sels minéraux au niveau des racines est facilitée par deux types de symbiose :
- Avec des bactéries, formant alors des nodosités
- Avec des champignons, formant alors des mycorhizes
Photo de nodosités produits par les bactéries rhizobium au niveau des racines de soja
JoJan via Wikimedia Commons
Schéma de deux types de mycorhize
L'eau et les sels minéraux sont ensuite transportés au reste de la plante, de la racine vers les feuilles, dans la sève brute.
Sève brute
La sève brute désigne le liquide riche en eau et en sels minéraux allant des racines aux feuilles.
La sève brute transite à travers la plante par des vaisseaux qui sont connectés aux stomates. Or, les plantes transpirent au niveau des stomates où l'eau s'évapore. Ceci crée un manque d'eau qui permet d'aspirer la sève brute des racines jusqu'aux feuilles.