Les plantes sont des producteurs. Au lieu de consommer de la nourriture pour obtenir de l'énergie, ils créent la leur. Pendant le processus de photosynthèse, les plantes absorbent l'énergie du soleil et la convertissent en énergie chimique stockée dans les hydrates de carbone. La photosynthèse implique les mêmes molécules et les mêmes réactions chimiques chez les plantes terrestres et les plantes aquatiques. La photosynthèse des plantes flottantes ressemble beaucoup aux plantes qui poussent sur terre. Cependant, le processus présente plus de difficultés pour les plantes aquatiques si elles sont entièrement submergées sous la surface de l'eau.

Les bases de la photosynthèse

Les feuilles sont le site principal de la photosynthèse. Les feuilles contiennent des chloroplastes, qui sont les organites dans les cellules végétales où se produit la photosynthèse. Les chloroplastes contiennent des molécules de chlorophylle qui absorbent la lumière visible, principalement dans les longueurs d'onde rouges et bleues. Seules quelques molécules de chlorophylle absorbent les longueurs d'onde vertes. En conséquence, les plantes apparaissent vertes car elles réfléchissent plus de lumière verte qu'elles n'en absorbent.

Les plantes utilisent le sucre produit pendant la photosynthèse pour alimenter la croissance, le développement, la reproduction et la réparation. Les sucres simples produits dans la photosynthèse se lient à des amidons plus complexes tels que la cellulose qui fournissent une structure aux plantes. En plus de fournir une source de nourriture pour les animaux et les autres consommateurs, la photosynthèse élimine également le dioxyde de carbone de l'environnement et réapprovisionne en oxygène.

Les étapes de la photosynthèse

Les deux étapes de la photosynthèse dépendent de la lumière. réactions indépendantes de la lumière. Les réactions dépendantes de la lumière impliquent l'absorption de la lumière du soleil et la décomposition des molécules d'eau en oxygène gazeux, en ions hydrogène et en électrons. Le but de cette étape est de capturer l'énergie lumineuse et de la transférer aux électrons pour fabriquer des molécules sous tension comme l'ATP. L'oxygène est un déchet de cette étape de la photosynthèse.

La deuxième étape de la photosynthèse, également appelée cycle de Calvin, utilise les molécules énergétiques créées lors de la première étape pour séparer les molécules de dioxyde de carbone de l'environnement . La décomposition des molécules de dioxyde de carbone et d'eau dans la cellule entraîne la formation de molécules de sucre. Plus précisément, six molécules de dioxyde de carbone et six molécules d'eau donnent une molécule de glucose, avec six molécules d'oxygène dégagées comme sous-produit.

Plantes flottantes

Les plantes aquatiques peuvent absorber le dioxyde de carbone de l'air ou de l'eau, selon que leurs feuilles flottent ou sont sous l'eau. Les feuilles des plantes flottantes, comme les lotus et les nénuphars, sont directement exposées au soleil. Ces types de plantes aquatiques ne nécessitent pas d'adaptations particulières pour effectuer la photosynthèse. Ils peuvent absorber le dioxyde de carbone de l'air et libérer de l'oxygène dans l'air. Les surfaces exposées des feuilles ont une cuticule cireuse pour atténuer la perte d'eau dans l'atmosphère, comme les plantes terrestres.

Obtention de dioxyde de carbone

Les plantes submergées, telles que le hornwort et les herbes marines, utilisent des stratégies spécifiques pour relever les défis de la photosynthèse sous l'eau. Les gaz tels que le dioxyde de carbone diffusent beaucoup plus lentement dans l'eau que dans l'air. Les plantes qui sont complètement submergées ont plus de difficulté à obtenir le dioxyde de carbone dont elles ont besoin. Pour aider à améliorer ce problème, les feuilles sous l'eau manquent d'un revêtement cireux parce que le dioxyde de carbone est plus facile à absorber sans cette couche. Les petites feuilles peuvent absorber plus facilement le dioxyde de carbone de l'eau, de sorte que les feuilles immergées maximisent leur rapport surface /volume. Certaines espèces complètent leur apport en dioxyde de carbone en prolongeant quelques feuilles à la surface pour absorber le dioxyde de carbone de l'air.

Absorber la lumière du soleil

Une lumière solaire adéquate est également difficile à trouver pour les espèces végétales submergées. La quantité d'énergie lumineuse absorbée par une plante sous-marine est inférieure à l'énergie disponible pour les plantes terrestres. Les particules dans l'eau telles que la vase, les minéraux, les déchets animaux et autres débris organiques réduisent la quantité de lumière qui pénètre dans l'eau. Les chloroplastes de ces plantes sont souvent situés à la surface de la feuille pour maximiser l'exposition à la lumière. Lorsque la profondeur sous la surface augmente, la quantité de lumière solaire disponible pour les plantes aquatiques diminue. Certaines espèces végétales ont des adaptations anatomiques, cellulaires ou biochimiques qui leur permettent d'effectuer la photosynthèse avec succès dans l'eau profonde ou trouble malgré la diminution de la disponibilité de la lumière solaire.

Autres producteurs aquatiques

Beaucoup d'organismes autres que végétaux jouer le rôle de producteur dans les écosystèmes aquatiques. Certaines formes de bactéries ainsi que les algues et autres protistes effectuent la photosynthèse. Les colonies d'algues unicellulaires travaillent ensemble pour former le varech macroalgue, communément appelé algues.