Les cycles biogéochimiques

Les éléments de base de la vie sur Terre Le carbone, élément de base des molécules complexes qui forment les cellules vivantes. L’hydrogène, grand compagnon des chaines de carbone dans les acides gras, les glucides, les protéines, etc. L’azote,constituant essentiel de la structure des acides aminés, des protéines et de l’ADN. Le phosphore, un élément chimique qui joue un rôle important dans la production d’énergie, dans la structure des os et des dents, en plus d’être un constituant essentiel des phospholipides des membranes cellulaires et des molécules d’ADN. L’oxygène, etc.

Cycle biogéochimique Ces éléments de base circulent constamment, en boucle, de l’environnement aux organismes vivants. Un cycle biogéochimique est un ensemble de processus grâce auxquels un élément passe d’un milieu à un autre, puis retourne dans son milieu original, en suivant une boucle de recyclage sans fin.

Un échange continuel de matière Pour se construire et vivre les organismes doivent ingérer des éléments chimiques essentiels. Les atomes sont « en roulement » perpétuel dans les organismes vivants. Ils puisent ces éléments dans la lithosphère, l’hydrosphère, l’atmosphère et la biosphère. Ces éléments chimiques passent sans cesse d’un milieu à un autre: c’est ce qu’on nomme un cycle biogéochimique.

Les processus impliqués dans les cycles Les processus biologiques Respiration cellulaire, digestion… Les processus géologiques Érosion des roches, sédimentation… Les processus chimiques Combustion, synthèse…

Le cycle du CARBONE

Le cycle du carbone Il s’agit d’un cycle biogéochimique qui correspond à l’ensemble des échanges de carbone sur la planète. Il comprend tous les échanges de carbone entre la lithosphère, l’hydrosphère et l’atmosphère. La portion biochimique du cycle participe à la vie des organismes. La portion géochimique du cycle est liée au sol et à la façon dont le carbone y circule.

Carbone atmosphérique Phytoplancton Zooplancton Sédiments Pétrole

https://www. youtube. com/watch https://www.youtube.com/watch?v=gII5Y8tamHo Le cycle du carbone, animation 3 min 03 en français http://www.youtube.com/watch?v=B5hJ_Fh07L4 Le cycle du carbone, animation 1 min 28 en français http://www.biology.ualberta.ca/facilities/multimedia/uploads /intro-biology/Ccycle2.html Le cycle du carbone, animation sans parole http://www.sciences- animations.fr/lycee/Anim_htm/Annimation8.htm Le cycle du carbone, animation sans parole http://www.ipsl.fr/fr/Pour-tous/Les-animations-et- films/Cycle-du-carbone-et-echanges-naturels Le cycle du carbone, animation sans parole http://co2now.org/ CO2 atmosphérique http://www.les-crises.fr/climat-4-cycle-carbone/

Le cycle de l’AZOTE

L’azote Le cycle de l’azote comprend tous les échanges d’azote entre la lithosphère, l’hydrosphère et l’atmosphère. Peu d’organismes ont la capacité de tirer directement leur azote de l’atmosphère, même s’il s’y trouve en abondance.

Le cycle de l’AZOTE En milieu terrestre

La fixation de l’azote Il s’agit d’un processus qui convertit le diazote atmosphérique en composés ou ions azotés disponibles pour les organismes.

Fixation par des bactéries Cette fixation s’effectue dans le sol, par des bactéries qui vivent en symbiose avec les racines de certaines plantes. Ces bactéries produisent… de l’ammoniac (NH3) et des ions ammonium (NH4+)

Rôle des décomposeurs La décomposition d’organismes et d’excréments par des champignons et des bactéries présents dans le sol produit également de l’ammoniac (NH3).

Rôle de la foudre Les décharges électriques des orages produisent des ions nitrates (NO3-).

La nitrification C’est le processus de transformation de l’ammoniac et de l’ammonium en nitrites (NO2-). Pour ce faire, des bactéries nitrifiantes du sol utilisent le dioxygène qui s’y trouve.

La nitratation En présence d’oxygène, d’autres bactéries transforment les nitrites en nitrates (NO3-). Les plantes utilisent ces nitrates pour leur croissance … Pour fabriquer leur ADN Pour fabriquer leurs protéines

Animaux et azote Les herbivores comblent leur besoin en azote exclusivement en ingérant des plantes; il s’agit de leur seule source d’azote. Les animaux carnivores doivent ingérer d’autres animaux pour se procurer leur azote.

La dénitrification Certaines bactéries présentes dans le sol transforment les nitrates inutilisés par les plantes en diazote qui retourne alors dans l’atmosphère. N2 bactéries NO3-

Le cycle de l’AZOTE En milieu aquatique

Fixation par des bactéries Ce sont principalement des cyanobactéries qui captent le diazote atmosphérique et produisent… des ions ammonium (NH4+), assimilables par les végétaux. et de l’ammoniac (NH3), toxique pour les poissons.

Matière organique La matière organique en décomposition dans l’eau produit également de l’ammoniac.

La nitrification (idem à terrestre) Des bactéries utilisent ammoniac et ammonium pour former des nitrites. Les nitrites sont également toxiques pour les poissons.

La nitratation (idem à terrestre) Grâce à des bactéries consommatrices d’oxygène, les nitrites sont transformés en nitrates (NO3-). Les plantes aquatiques utilisent ces nitrates pour leur croissance… Fabrication de leur ADN Fabrication de leurs protéines

La dénitrification (idem à terrestre) Certaines bactéries présentes dans l’eau transforment les nitrates non assimilés par les plantes aquatiques en diazote qui retourne dans l’atmosphère.

https://www. youtube. com/watch https://www.youtube.com/watch?v=OkROQzoAQGA cycle de l’azote 5 min 28 en français http://www.cscapitale.qc.ca/boudreau/cours/site_st/module _2_fichiers_fichiers/chapitre_15.htm nombreuses animations

Le cycle du PHOSPHORE

définition Cycle biogéochimique qui correspond à l’ensembles des échanges de phosphore sur la planète. Il n’y a pas d’échange de phosphore avec l’atmosphère. Il ne circule que dans la lithosphère et l’hydrosphère. Il circule principalement sous la forme de phosphates.

Rôles du phosphore Le phosphore est un matériau de base de l’ADN. Il est essentiel à la fabrication de structures telles les os, les dents et les coquilles.

Les phosphates Le phosphore se trouve principalement dans les roches. C’est essentiellement sous la forme ion phosphate (PO43-) que le phosphore circule dans son cycle.

1. De la roche à la lithosphère et l’hydrosphère L’érosion que cause le vent et la pluie libère le phosphore de la roche, sous forme d’ions phosphates. Les ions ruissellent vers l’hydrosphère ou sont lessivés à travers la lithosphère.

2. Absorption par les organismes Les végétaux absorbent les ions phosphates par leurs racines (besoin pour ADN). Les herbivores puisent leur phosphore en mangeant des végétaux (besoin pour coquilles, os, dent). Les omnivores obtiennent leur phosphore en s’alimentant d’autres organismes vivants.

3. Décomposition des déchets organiques Par l’urine et les excréments, des ions phosphates retournent au sol. Les cadavres d’organismes en décomposition libèrent des phosphates qui retournent dans le sol. Une partie de tous ces phosphates est réutilisée par les végétaux.

4. Sédimentation et alimentation Une partie des phosphates est lessivée et transportée jusqu’à l’océan. Le phytoplancton s’en nourrit (besoin pour carapace, coquille…) et sert à son tour de nourriture aux autres organismes marins. Une partie des phosphates dissous se retrouve au fond des mers et sédimente pour former, au terme de millions d’années, de nouvelles roches. À la suite de mouvements tectoniques, ces roches se retrouvent éventuellement à la surface pour recommencer le cycle.

Excès de phosphore L’épandage d’engrais riches en phosphates sur les terres agricoles et le rejet de résidus de savons phosphatés dans les eaux usées résidentielles entraine un déséquilibre du cycle du phosphore. L’excès de phosphore accélère la croissance des algues et favorise l’eutrophisation des eaux.