Bien qu’ils puissent sembler très différents ou même moins sophistiqués au premier abord, les procaryotes ont au moins un point commun avec tous les autres organismes: ils ont besoin de carburant pour se nourrir. Les procaryotes, qui incluent des organismes des domaines Bacteria et Archaea, sont très divers en ce qui concerne le métabolisme ou les réactions chimiques que les organismes utilisent pour produire du carburant. Par exemple, une catégorie de procaryotes, appelés extrémophiles
, prospère dans des conditions qui effaceraient d'autres formes de vie, telles que l'eau surchauffée des sources hydrothermales situées au fond de l'océan. Ces bactéries soufrées gèrent très bien les températures de l’eau jusqu’à 750 degrés Fahrenheit. Elles tirent leur carburant du sulfure d’hydrogène présent dans les orifices de ventilation.

Certains des procaryotes les plus importants dépendent de la capture de photons pour produire leur carburant par photosynthèse. . Ces organismes sont des phototrophes.
Qu'est-ce qu'un phototroph?

Le mot phototroph
donne le premier indice révélant ce qui rend ces organismes importants. Cela signifie «nourriture légère» en grec. En termes simples, les phototrophes sont des organismes qui tirent leur énergie de photons, ou de particules de lumière. Vous savez probablement déjà que les plantes vertes utilisent la lumière pour produire de l'énergie par la photosynthèse. Cependant, ce processus n’est pas limité aux plantes. De nombreux organismes procaryotes et eucaryotes procèdent à la photosynthèse pour fabriquer leur propre nourriture, notamment des bactéries photosynthétiques et certaines algues. Alors que la photosynthèse est similaire chez tous les organismes qui le font, le processus de la photosynthèse bactérienne est moins compliqué que la photosynthèse des plantes.
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Tout comme les plantes vertes, les bactéries phototrophes utilisent des pigments pour capturer les photons en tant que sources d’énergie pour la photosynthèse. Pour les bactéries, ce sont des bactériochlorophylles
présentes dans la membrane plasmique (plutôt que dans les chloroplastes comme les pigments de chlorophylle végétale). Des bactériochlorophylles existent dans sept variétés connues, étiquetées a, b, c, d, e, c s ou g. Chaque variante est structurellement différente et peut donc absorber un type spécifique de lumière du spectre, allant du rayonnement infrarouge à la lumière rouge en passant par la lumière rouge lointaine. Le type de bactériochlorophylle qu'une bactérie phototrophique contient dépend de son espèce.
Étapes de la photosynthèse bactérienne

Tout comme la photosynthèse des plantes, la photosynthèse bactérienne se produit en deux étapes: des réactions à la lumière et des réactions à l'obscurité. Au stade de la lumière, les bactériochlorophylles capturent les photons. Le processus d'absorption de cette énergie lumineuse excite la bactériochlorophylle, déclenchant une avalanche de transferts d'électrons et finissant par produire de l'adénosine triphosphate (ATP) et du nicotinamide adénine dinucléotide phosphate (NADPH). Au stade sombre, ces molécules d'ATP et de NADPH sont utilisées dans des réactions chimiques qui transforment le dioxyde de carbone en carbone organique par le biais d'un processus appelé fixation du carbone.

Différents types de bactéries fabriquent du carburant en fixant le carbone de différentes manières en utilisant du carbone. source telle que le dioxyde de carbone. Par exemple, les cyanobactéries utilisent le cycle de Calvin. Ce mécanisme utilise un composé à cinq atomes de carbone appelé RuBP pour capturer une molécule de dioxyde de carbone et former une molécule à six atomes de carbone. Cela se scinde en deux parties égales et une moitié quitte le cycle sous forme de molécule de sucre. L'autre moitié se transforme en une molécule de cinq atomes de carbone, grâce à des réactions impliquant l'ATP et le NADPH. Ensuite, le cycle recommence. D'autres bactéries utilisent l'inverse du cycle de Kreb, qui consiste en une série de réactions chimiques utilisant des donneurs d'électrons (tels que l'hydrogène, le sulfure ou le thiosulfate) pour produire du carbone organique à partir des composés inorganiques que sont le dioxyde de carbone et l'eau.
Pourquoi les phototrophes sont-ils importants?

Les phototrophes utilisant la photosynthèse (appelés photoautotrophes) constituent la base de la chaîne alimentaire. D'autres organismes qui ne peuvent pas effectuer la photosynthèse obtiennent leur combustible en utilisant des organismes photoautotrophes comme source de nourriture. Parce qu’ils ne peuvent pas convertir la lumière en combustible par eux-mêmes, ces organismes mangent tout simplement les organismes qui le font et utilisent leur corps comme source d’énergie. Comme la fixation du carbone utilise du dioxyde de carbone pour produire du carburant sous forme de molécules de sucre, les phototrophes aident à réduire l'excès de dioxyde de carbone dans l'atmosphère.

Les phototrophes peuvent même être responsables de l'oxygène libre dans l'atmosphère qui vous permet de respirer et de mieux respirer. prospérer sur Terre. Cette possibilité - appelée le grand événement d'oxygénation - propose que les cyanobactéries effectuant la photosynthèse et libérant de l'oxygène en tant que sous-produit produisent finalement trop d'oxygène pour être absorbées par le fer dans l'environnement. Cet excès est devenu une partie de l'atmosphère et a façonné l'évolution de la planète à partir de ce moment, permettant ainsi à l'homme de émerger.