Nous avons besoin d'énergie pour accomplir des tâches, qu'il s'agisse de nager, de monter les escaliers, d'écrire ou même de soulever un stylo. Tout ce que nous faisons a un coût, celui de l'énergie. Telle est la loi de l'univers. Sans énergie, il n'est pas possible de faire quoi que ce soit. D'où vient cette énergie ? Du soleil ? Non, sauf si tu es une plante ! Les êtres humains et les autres animaux tirent leur énergie du milieu environnant en consommant des choses et en tirant de l'énergie. Ces animaux sont connus sous le nom d'hétérotrophes.

• Tout d'abord, nous définirons ce qu'est un hétérotrophe.
• Ensuite, nous discuterons des différences entre les hétérotrophes et les autotrophes.
• Enfin, nous passerons en revue plusieurs exemples d'hétérotrophes dans différents groupes d'organismes biologiques.

Qu'est-ce que l'hétérotrophie ?

Les hétérotrophes sont incapables de produire de la nourriture par la fixation du carbone, car celle-ci nécessite des pigments comme la chlorophylle. C'est pourquoi seuls certains organismes comme les plantes, les algues, les bactéries et d'autres organismes peuvent fixer le carbone puisqu'ils sont capables de photosynthétiser de la nourriture. La conversion du dioxyde de carbone en hydrates de carbone en est un exemple.

Tous les animaux, les champignons et de nombreux protistes et bactéries sont hétérotrophes. Les plantes, dans l'ensemble, appartiennent à un autre groupe, bien que certaines exceptions soient hétérotrophes, ce dont nous parlerons bientôt.

Alors, encore une fois, les humains créent-ils aussi leur nourriture en s'asseyant sous le soleil par le biais de la photosynthèse ? Malheureusement, non, car les humains et les autres animaux ne disposent pas du mécanisme nécessaire pour synthétiser leur nourriture et, par conséquent, doivent consommer d'autres organismes pour subvenir à leurs besoins ! Nous appelons ces organismes des hétérotrophes.

Les hétérotrophes consomment des aliments sous forme de solides ou de liquides et les décomposent en leurs composants chimiques par des processus digestifs. Ensuite, la respiration cellulaire est un processus métabolique qui a lieu à l'intérieur de la cellule et qui libère de l'énergie sous forme d'ATP (adénosine triphosphate) que nous utilisons ensuite pour accomplir des tâches.

Où se situent les hétérotrophes dans la chaîne alimentaire ?

Il est important de connaître la hiérarchie de la chaîne alimentaire : au sommet, nous avons les producteurs, principalement les plantes, qui utilisent l'énergie du soleil pour produire de la nourriture. Ces producteurs sont consommés par les consommateurs primaires ou même les consommateurs secondaires.

Les consommateurs primaires sont également appelés herbivores, car ils ont un régime alimentaire à base de plantes. Les consommateurs secondaires, quant à eux, « consomment » les herbivores et sont appelés carnivores. Les herbivores et les carnivores sont des hétérotrophes car, même si leur régime alimentaire diffère, ils se consomment les uns les autres pour se nourrir. Par conséquent, les hétérotrophes peuvent être des consommateurs primaires, secondaires ou même tertiaires dans la nature au sein de la chaîne alimentaire.

Hétérotrophe et autotrophe

Parlons maintenant de la différence entre les autotrophes et les hétérotrophes. Les hétérotrophes consomment d'autres organismes pour se nourrir, car ils sont incapables de synthétiser leur nourriture. En revanche, les autotrophes sont « auto-alimentés » (auto signifie soi et trophes signifie mangeur). Ce sont des organismes qui ne se nourrissent pas d'autres organismes et qui produisent leur nourriture à partir de molécules organiques comme le CO₂ et d'autres matières inorganiques qu'ils obtiennent dans le milieu environnant.

Toutes les plantes (sauf quelques-unes) sont autotrophes et n'ont besoin que d'eau, de minéraux et de CO₂ comme nutriments. Les autotrophes synthétisent leur nourriture à l'aide d'un pigment appelé chlorophylle, présent dans les organites appelés chloroplastes. C'est la principale différence entre les hétérotrophes et les autotrophes (tableau 1).

Tableau 1 - Mise en évidence des principales différences entre les hétérotrophes et les autotrophes en fonction de leur règne, de leur mode de nutrition, de la présence de chloroplastes et du niveau de la chaîne alimentaire.

Exemples d'hétérotrophes

Tu as appris que les consommateurs primaires ou secondaires peuvent avoir soit un régime à base de plantes, soit un régime à base de viande. Cependant, certains consomment à la fois des plantes et des animaux, on les appelle les omnivores.

Qu'est-ce que cela nous apprend ? Même parmi cette catégorie de consommateurs, il existe des organismes qui se nourrissent différemment. Il existe donc différents types d'hétérotrophes que tu dois connaître :

• les photohétérotrophes ;

• les chimiohétérotrophes.

Photohétérotrophes

Les photohétérotrophes utilisent la lumière pour produire de l'énergie, mais doivent tout de même consommer des composés organiques pour satisfaire leurs besoins nutritionnels en carbone. On les trouve dans les milieux aquatiques et terrestres. Les photohétérotrophes comprennent principalement des micro-organismes qui se nourrissent d'hydrates de carbone, d'acides gras et d'alcools produits par les plantes.

Bactéries pourpres sulfureuses

Les Rhodospirillaceae, ou bactéries pourpres sulfureuses, sont des micro-organismes qui résident dans des environnements aquatiques où la lumière peut pénétrer et qui utilisent cette lumière pour produire de l'ATP comme source d'énergie, mais qui se nourrissent de composés organiques fabriqués par les plantes.

De même, les Chloroflexaceae, ou bactéries vertes sulfureuses, sont un type de bactéries qui se développent dans un environnement très chaud comme les sources d'eau chaude et utilisent des pigments photosynthétiques pour produire de l'énergie, mais se nourrissent de composés organiques fabriqués par les plantes.

Héliobactéries

Les héliobactéries sont des bactéries anaérobies qui se développent dans des environnements extrêmes et utilisent des pigments photosynthétiques spéciaux appelés bactériochlorophylle g pour produire de l'énergie et consomment des composés organiques pour se nourrir.

Chimiohétérotrophes

Contrairement aux photohétérotrophes, les chimiohétérotrophes ne peuvent pas produire leur énergie à l'aide de réactions photosynthétiques. Ils obtiennent leur énergie et leur nourriture organique et inorganique en consommant d'autres organismes. Les chimiohétérotrophes constituent le plus grand nombre d'hétérotrophes et comprennent tous les animaux, les champignons, les protozoaires, les archées et quelques plantes.

Ces organismes ingèrent des molécules de carbone telles que des lipides et des hydrates de carbone et obtiennent de l'énergie par l'oxydation des molécules. Les chimiohétérotrophes ne peuvent survivre que dans des environnements où se trouvent d'autres formes de vie, car ils dépendent de ces organismes pour se nourrir.

Les animaux

Tous les animaux sont chimiohétérotrophes, en grande partie parce qu'ils n'ont pas de chloroplastes et sont donc incapables de produire leur énergie par des réactions photosynthétiques. Au lieu de cela, les animaux consomment d'autres organismes, tels que des plantes ou d'autres animaux, ou dans certains cas, les deux !

Herbivores

Les hétérotrophes qui consomment des plantes pour se nourrir sont appelés herbivores. Ils sont également appelés consommateurs primaires parce qu'ils occupent le deuxième niveau de la chaîne alimentaire, les producteurs étant les premiers.

Les herbivores possèdent généralement des microbes intestinaux mutualistes qui les aident à décomposer la cellulose présente dans les plantes et à la rendre plus facile à digérer. Ils ont également des pièces buccales spécialisées qui sont utilisées pour broyer ou mâcher les feuilles afin de faciliter la digestion. Les cerfs, les girafes, les lapins, les chenilles, etc. sont des exemples d'herbivores.

Carnivores

Les carnivores sont des hétérotrophes qui consomment d'autres animaux et dont le régime alimentaire est basé sur la viande. Ils sont également appelés consommateurs secondaires ou tertiaires, car ils occupent les deuxième et troisième niveaux de la chaîne alimentaire.

La plupart des carnivores s'attaquent à d'autres animaux pour les consommer, tandis que d'autres se nourrissent d'animaux morts ou en décomposition et sont appelés charognards. Les carnivores ont un système digestif plus petit que les herbivores, comme il est plus facile de digérer la viande que les plantes et la cellulose. Ils ont également différents types de dents comme les incisives, les canines et les molaires, et chaque type de dent a une fonction différente comme trancher, broyer ou déchirer la viande. Les serpents, les oiseaux, les lions, les vautours, etc. sont des exemples de carnivores.

Champignons

Les champignons sont des organismes hétérotrophes qui ne peuvent pas ingérer d'autres organismes. Au lieu de cela, ils se nourrissent de l'absorption des nutriments du milieu environnant. Les champignons ont des structures racinaires appelées hyphes qui s'organisent en réseau autour du substrat et le décomposent à l'aide d'enzymes digestives. Les champignons absorbent alors les nutriments du substrat et se nourrissent.

Les champignons peuvent être des parasites, c'est-à-dire qu'ils s'accrochent à un hôte et s'en nourrissent sans le tuer, ou ils peuvent être des saprohytes, c'est-à-dire qu'ils se nourrissent de matière organique morte ou en décomposition appelée nécromasse. Ces champignons sont également appelés décomposeurs.

Plantes hétérotrophes

Bien que les plantes soient en grande partie autotrophes, il existe quelques exceptions qui sont incapables de produire leur propre nourriture. Pourquoi ? Tout d'abord, les plantes ont besoin d'un pigment vert appelé chlorophylle pour produire de la nourriture par photosynthèse. Certaines plantes n'ont pas ce pigment et ne peuvent donc pas produire leur propre nourriture.

Les plantes peuvent être des parasites, c'est-à-dire qu'elles tirent leur nourriture d'une autre plante et, dans certains cas, peuvent nuire à l'hôte. Certaines plantes sont saprophytes et se nourrissent de matières mortes, car elles n'ont pas de chlorophylle. Les plantes hétérotrophes les plus célèbres ou les plus connues sont peut-être les plantes insectivores, ce qui, comme leur nom l'indique, signifie qu'elles se nourrissent d'insectes.

Fig. 2 - La Dionée attrape-mouche en train de piéger une mouche après qu'elle se soit posée sur ses feuilles, ce qui déclenche la fermeture des feuilles pour que la mouche ne puisse pas s'échapper

Archées : hétérotrophes ou autotrophes ?

Ces organismes sont métaboliquement diversifiés, car ils peuvent être soit hétérotrophes, soit autotrophes. Les archées sont connues pour vivre dans des environnements extrêmes, comme la haute pression, la haute température ou parfois même de fortes concentrations de sel, et sont appelées extrêmophiles.