Mixotrophe - Mixotroph

Un mixotrophe est un organisme qui peut utiliser un mélange de différentes sources d'énergie et de carbone , au lieu d'avoir un seul mode trophique sur le continuum allant de l' autotrophie complète d' un côté à l' hétérotrophie de l'autre. On estime que les mixotrophes représentent plus de la moitié de tout le plancton microscopique. Il existe deux types de mixotrophes eucaryotes : ceux avec leurs propres chloroplastes et ceux avec des endosymbiotes - et ceux qui les acquièrent par kleptoplastie ou en asservissant toute la cellule phototrophe.

Les combinaisons possibles sont photo- et chimiotrophie , litho- et organotrophie ( osmotrophie , phagotrophie et myzocytose ), auto- et hétérotrophie ou d'autres combinaisons de celles-ci. Les mixotrophes peuvent être eucaryotes ou procaryotes . Ils peuvent profiter de différentes conditions environnementales.

Si un mode trophique est obligatoire, alors il est toujours nécessaire pour soutenir la croissance et le maintien ; s'il est facultatif, il peut être utilisé comme source supplémentaire. Certains organismes ont des cycles de Calvin incomplets , ils sont donc incapables de fixer le dioxyde de carbone et doivent utiliser des sources de carbone organique .

Aperçu

Les organismes peuvent employer la mixotrophie obligatoirement ou facultativement .

  • Mixotrophie obligatoire : pour soutenir la croissance et le maintien, un organisme doit utiliser à la fois des moyens hétérotrophes et autotrophes.
  • Autotrophie obligatoire avec hétérotrophie facultative : L'autotrophie seule est suffisante pour la croissance et le maintien, mais l'hétérotrophie peut être utilisée comme stratégie supplémentaire lorsque l'énergie autotrophe n'est pas suffisante, par exemple lorsque l'intensité lumineuse est faible.
  • Autotrophie facultative avec hétérotrophie obligatoire : L'hétérotrophie est suffisante pour la croissance et le maintien, mais l'autotrophie peut être utilisée pour compléter, par exemple, lorsque la disponibilité des proies est très faible.
  • Mixotrophie facultative : Le maintien et la croissance peuvent être obtenus par des moyens hétérotrophes ou autotrophes seuls, et la mixotrophie n'est utilisée que lorsque cela est nécessaire.

Les plantes

Une plante mixotrophe utilisant des champignons mycorhiziens pour obtenir des produits de photosynthèse à partir d'autres plantes

Chez les plantes, la mixotrophie s'applique classiquement aux espèces carnivores , hémiparasites et myco-hétérotrophes . Cependant, cette caractérisation comme mixotrophe pourrait être étendue à un plus grand nombre de clades, car la recherche démontre que les formes organiques d'azote et de phosphore - telles que l'ADN, les protéines, les acides aminés ou les glucides - font également partie des apports en nutriments d'un certain nombre de plantes. espèce.

Animaux

La mixotrophie est moins fréquente chez les animaux que chez les plantes et les microbes, mais il existe de nombreux exemples d' invertébrés mixotrophes et au moins un exemple de vertébré mixotrophe .

  • La salamandre maculée, Ambystoma maculatum , héberge également des microalgues dans ses cellules. Il a été découvert que ses embryons contiennent des algues symbiotiques vivant à l'intérieur, le seul exemple connu de cellules de vertébrés hébergeant un microbe endosymbiote (à moins que les mitochondries ne soient prises en compte).
  • Les coraux constructeurs de récifs ( Scleractinia ), comme de nombreux autres cnidaires (par exemple les méduses, les anémones), hébergent des microalgues endosymbiotiques au sein de leurs cellules, ce qui en fait des mixotrophes.
La gelée tachetée , méduse mixotrophe, vit en mutualisme trophique avec la zooxanthelle , organisme unicellulaire capable de photosynthèse.

Micro-organismes

Bactéries et archées

  • Paracoccus pantotrophus est une bactérie qui peut vivre de manière chimio-organohétérotrophe, grâce à laquelle une grande variété de composés organiques peut être métabolisée. Unmétabolisme chimio-autotrophe facultatifest également possible, comme on le voit chez les bactéries soufrées incolores (certains Thiobacillus ), par lequel les composés soufrés tels que le sulfure d'hydrogène , le soufre élémentaireou le thiosulfate sont oxydés en sulfate. Les composés soufrés servent de donneurs d'électrons et sont consommés pour produire de l' ATP . La source de carbone pour ces organismes peut être le dioxyde de carbone (autotrophie) ou le carbone organique (hétérotrophie).
    L'organohétérotrophie peut se produire dans des conditions aérobies ou anaérobies ; la lithoautotrophie se déroule en aérobie.

Protistes

Classification traditionnelle des protistes mixotrophes
Dans ce diagramme, les types dans les cases ouvertes comme proposé par Stoecker ont été alignés contre les groupes dans les cases grises comme proposé par Jones. DIN = nutriments inorganiques dissous
                              

Pour caractériser les sous-domaines au sein de la mixotrophie, plusieurs schémas de catégorisation très similaires ont été suggérés. Prenons l'exemple d'un protiste marin doté de capacités hétérotrophes et photosynthétiques : Dans la répartition proposée par Jones, il existe quatre groupes mixotrophes basés sur les rôles relatifs de la phagotrophie et de la phototrophie.

  • R : L'hétérotrophie (phagotrophie) est la norme et la phototrophie n'est utilisée que lorsque les concentrations de proies sont limitées.
  • B : La phototrophie est la stratégie dominante, et la phagotrophie est employée en complément lorsque la lumière est limitante.
  • C: La phototrophie donne des substances à la fois pour la croissance et l'ingestion, la phagotrophie est utilisée lorsque la lumière est limitante.
  • D : La phototrophie est le type de nutrition le plus courant, la phagotrophie n'est utilisée que pendant les périodes d'obscurité prolongées, lorsque la lumière est extrêmement limitante.

Un schéma alternatif de Stoeker prend également en compte le rôle des nutriments et des facteurs de croissance, et inclut les mixotrophes qui ont un symbiote photosynthétique ou qui retiennent les chloroplastes de leurs proies. Ce schéma caractérise les mixotrophes par leur efficacité.

  • Type 1 : "Mixotrophes idéaux" qui utilisent aussi bien les proies que la lumière du soleil
  • Type 2 : Compléter l'activité phototrophe avec la consommation alimentaire
  • Type 3 : Principalement hétérotrophe, utiliser l'activité phototrophe pendant les périodes de très faible abondance de proies.

Un autre schéma, proposé par Mitra et al. , classe spécifiquement les mixotrophes planctoniques marins afin que la mixotrophie puisse être incluse dans la modélisation des écosystèmes. Ce régime classait les organismes comme :

  • Mixtotrophes constitutifs (CMs) : organismes phagotrophes qui sont intrinsèquement capables de faire également de la photosynthèse
  • Mixotrophes non constitutifs (MCN) : organismes phagotrophes qui doivent ingérer des proies pour atteindre la capacité de photosynthèse. Les MR sont subdivisés en :
    • Mixotrophes non constitutifs spécifiques (SNCM), qui n'acquièrent la capacité de photosynthèse qu'à partir d'une proie spécifique (soit en retenant les plastes uniquement dans la kleptoplastidie, soit en retenant les cellules de proie entières dans l'endosymbiose)
    • Mixotrophes non constitutifs généraux (GNCM), qui peuvent acquérir la capacité de photosynthétiser à partir d'une variété de proies
Les voies utilisées par Mitra et al.
pour dériver des groupes fonctionnels de protistes planctoniques
comme indiqué à droite →
Les niveaux de complexité parmi les différents types de protistes
selon Mitra et al.
(A) phagotrophe (pas de phototrophie); (B) phototrophe (pas de phagotrophie); (C) mixotrophe constitutif, avec une capacité innée de phototrophie ; (D) photosystèmes d'acquisition de mixotrophes généralistes non constitutifs à partir de différentes proies phototrophes ; (E) mixotrophe spécialisé non constitutif acquérant des plastes d'un type de proie spécifique ; (F) mixotrophes non constitutifs spécialisés acquérant des photosystèmes à partir d'endosymbiontes. DIM = matière inorganique dissoute (ammonium, phosphate, etc.). DOM = matière organique dissoute
                              
Radiolaires mixotrophes
Les radiolaires acanthaires hébergent les symbiotes de Phaeocystis
Mousse d'algues blanches Phaeocystis s'échouant sur une plage

Voir également

Remarques

Liens externes