Éd. 1971-1976

cycles biosphériques (suite)

Cycle du phosphore

Le phosphore est lui aussi un constituant important de la matière vivante, animale et végétale. Un hectare d’Avoine prélève environ 50 kg d’acide phosphorique au sol, le Maïs, moins exigeant, la moitié. Ce corps est utilisé pour constituer des combinaisons organiques protidiques et lipidiques (acides nucléiques surtout), et un cycle du phosphore s’établit entre les réserves minérales et les êtres vivants.

De nombreuses roches sédimentaires contiennent du phosphore sous forme de phosphates ; le monocalcique est en particulier absorbé facilement par les racines des végétaux, et même le tricalcique est solubilisé au niveau des poils absorbants. Une partie de ces substances est emmenée vers la mer par les eaux de ruissellement, et elle y sera utilisée par le phytoplancton.

Les animaux trouvent le phosphore dans leurs aliments, qu’ils soient d’origine végétale, animale ou minérale. Des micro-organismes entrent en jeu pour décomposer les cadavres et les déchets. Ils libèrent facilement par hydrolyse l’acide phosphorique, qui se combine plus ou moins intimement à l’humus pour constituer une forme aisément assimilable par les végétaux.

L’Homme utilise de nombreux engrais phosphatés pour compenser ce que les cultures intensives font perdre au sol. Il apporte ainsi chaque année aux terres cultivées des phosphates tri-, bi- ou monocalcique, ce dernier étant le moins riche mais le plus immédiatement absorbable par les plantes. Il se les procure soit en exploitant les gisements constitués spontanément dans la nature (phosphates naturels), soit en les extrayant des os des animaux de boucherie, qui sont riches en phosphates de calcium. Enfin, il épand également dans les champs des scories de déphosphoration de certains minerais (fer le plus souvent). Par ailleurs, les déjections d’Oiseaux de mer se transforment en véritables gisements d’engrais phosphatés exploitables (le guano) ; ainsi le phosphore, qui avait été emporté vers les océans, fait retour vers les écosystèmes terrestres.

Un véritable cycle, ici encore, existe entre le monde minéral, les végétaux et les animaux.

Conclusion

Divers cycles ont pu être établis entre la matière vivante et le monde minéral. On a constaté que les mêmes atomes de carbone, d’oxygène ou d’azote... passent successivement du monde minéral aux végétaux, puis aux animaux. Plantes et animaux effectuent au sein de leurs cellules de très nombreuses et complexes transformations chimiques qui leur permettent de croître et de se multiplier, définition même de la vie.

Pour être capable de synthétiser les substances dont elles ont besoin, outre un nombre considérable d’enzymes qui facilitent les réactions, il faut aux cellules de l’énergie. Les animaux et les végétaux saprophytes puisent cette énergie dans la dégradation, par respiration, des métabolites qu’ils ont libérés lors de la digestion de leurs aliments. Les végétaux verts, eux, peuvent capter l’énergie apportée à la Terre sous forme de radiations électromagnétiques et réussissent à retenir une part importante de cet apport gratuit venant de l’extérieur de notre planète. Les transferts d’énergie étant possibles dans le système terrestre, avec souvent une perte importante sous forme de chaleur dilapidée dans le milieu, le travail effectué par les végétaux verts prend alors un aspect crucial en ce qui concerne le maintien de la vie végétale et animale sur la Terre.

J.-M. T. et F. T.

➙ Azote / Biosphère / Carbone / Eau / Oxygène / Phosphore / Photosynthèse / Soufre.

cycle de reproduction

Succession des phases chromosomiques qui, par l’alternance de la réduction chromatique et de la fécondation, maintient constant d’une génération à l’autre le nombre diploïde de chromosomes caractéristiques de chaque espèce.

Cette succession de phases (diplophase, haplophase) peut s’accompagner ou non d’une succession d’individus distincts (sporophyte et gamétophyte des plantes par exemple).

Le cycle reproductif de l’Homme

L’Homme prend naissance à partir d’une cellule unique, la cellule œuf, issue de l’union d’un ovule et d’un spermatozoïde (fig. 1). Cette union, ou fécondation, qui se produit dans l’organisme maternel, se traduit en particulier par la juxtaposition (amphimixie) des chromosomes apportés par le noyau mâle, ou pronucléus mâle, qui provient du spermatozoïde, et de ceux du noyau femelle ou pronucléus femelle, qui provient de l’ovule. L’œuf humain possède
2n = 2 × 23 = 46 chromosomes
(nombre diploïde), n provenant du père (spermatozoïde), n de la mère (ovule). Ce nombre n est dit « haploïde » ; il correspond au génome paternel ou au génome maternel. Ces deux génomes contenant les mêmes chromosomes, à l’exception des chromosomes sexuels, chaque type de chromosome est représenté dans l’œuf par deux exemplaires qui sont dits « chromosomes homologues ». Très rapidement après la fécondation, la cellule œuf se divise par des mitoses successives, qui respectent le nombre diploïde de chromosomes, en deux, puis quatre, puis huit, puis seize, etc., cellules qui formeront l’embryon humain. Outre cette multiplication, on assiste très rapidement à une différenciation cellulaire. C’est ainsi que s’isole, très tôt chez l’embryon, une lignée de cellules (gonocytes) dont chaque élément est en définitive à l’origine des cellules sexuelles. Toutefois, ce ne sera que bien plus tard, quand l’homme ou la femme deviennent sexuellement adultes, que s’isoleront les premières cellules sexuelles mûres. Entre-temps, le développement de l’embryon, puis celui du nouveau-né et de l’enfant se seront poursuivis. Les gonocytes se seront alors transformés en gonies, spermatogonies chez le mâle, ovogonies chez la femelle, possédant un nombre diploïde de chromosomes. Mais au cours de la spermatogenèse et de l’ovogenèse se produit une réduction de moitié du nombre des chromosomes. Ainsi la vie d’un nouvel être humain prend naissance au moment de la fécondation par juxtaposition et addition des n chromosomes du spermatozoïde paternel et des n chromosomes de l’ovule maternel ; le nombre diploïde de chromosomes ainsi rétabli est celui de toutes les cellules de l’adulte, sauf des cellules sexuelles qui, par le jeu de la réduction chromatique, ne posséderont, elles, qu’un nombre haploïde de chromosomes. Il en va de même chez presque tous les Métazoaires.