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Biologie des plantes de l’aquarium : comprendre la photosynthèse

La photosynthèse est le processus chimique par lequel la plante s’alimente, à partir d’eau et de dioxyde de carbone (CO2), grâce à l’énergie lumineuse. Voyons ici, sous forme de conversation, ce qu’il est essentiel de connaître pour soigner des plantes d’aquarium…

– Quel est le rôle des plantes dans l’aquarium ?

En tout premier lieu, et tout simplement : un rôle décoratif. Mais les plantes remplissent d’autres fonctions : elles peuvent servir de cachettes pour les alevins ou les petits poissons, elles consomment des nitrates, et nombre d’entre elles produisent des substances antibiotiques qu’elles libèrent en petites quantités dans l’aquarium, contribuant ainsi à la santé de ses habitants… Enfin, ” last but not least “, lors du processus de photosynthèse, les plantes sont globalement consommatrices de dioxyde de carbone (CO2) et productrices d’oxygène : du point de vue des échanges gazeux, elles jouent un rôle complémentaire de celui des poissons et des bactéries aérobies, et donc elles contribuent à l’oxygénation de l’aquarium. En effet, on dit souvent que les végétaux verts respirent ” à l’inverse ” des animaux, en consommant du dioxyde de carbone et en rejetant de l’oxygène. Est-ce bien exact ? C’est inexact : il faut bien distinguer le processus de respiration (où les plantes, comme les animaux, assimilent de l’oxygène et rejettent du dioxyde de carbone), de celui de la photosynthèse (qui n’est pas un processus de respiration, mais d’alimentation). Pendant le temps d’éclairement et lorsque la photosynthèse se produit dans de bonnes conditions, la plante produit plus d’oxygène qu’elle n’en consomme du fait de la respiration. C’est ce qui fait dire à certains que la plante respire ” à l’inverse ” des animaux. Mais qu’est ce que la photosynthèse apporte à la plante ? Si le phénomène de la photosynthèse est important, c’est parce qu’il rend compte de la manière dont les plantes se nourrissent, de leur mode d’alimentation lui-même. Si on met un obstacle au déroulement de la photosynthèse, la plante cesse de croître et meurt, tout simplement parce qu’elle n’est plus alimentée. Ce que produit la photosynthèse, c’est la transformation du carbone minéral en carbone organique. Les végétaux verts sont les seuls êtres capables d’effectuer cette transformation. Dans le milieu naturel, le carbone organique est ensuite réutilisé à tous les maillons de la chaîne alimentaire.

– Plus précisément, comment se passe la photosynthèse ?

6CO2 + 6 H2O + W > C6H12O6 + 6O2
où W représente l’énergie lumineuse.
Explications… Six molécules de dioxyde de carbone se combinent avec six molécules d’eau sous l’effet de l’énergie lumineuse. Il se crée lors de cette réaction une molécule de glucide, c’est-à-dire de matière organique, et six molécules d’oxygène. La molécule de glucide est utilisée par la plante (pour sa croissance) alors que les six molécules d’oxygène sont rejetées dans le milieu.

– La photosynthèse se produit-elle à tous les niveaux de la plante ?

La photosynthèse se produit là où il y a chlorophylle. La chlorophylle, le pigment vert de la plante, est essentielle à l’élaboration du glucide. Pour la plupart de nos plantes d’aquarium, la photosynthèse est principalement localisée au niveau des feuilles.

– Quels facteurs peuvent influencer l’intensité de la photosynthèse ?

Principalement deux facteurs : l’éclairement et la quantité de dioxyde de carbone disponible.
Plus l’éclairement est intense et plus l’est la photosynthèse. Souvenez-vous : la lumière est l’énergie qui permet à la réaction chimique de se produire. Il faut également savoir qu’un tout petit pourcentage de la lumière est réellement utile à la plante. D’où la nécessité d’un apport important de lumière, pour la meilleure santé de nos plantes… Dès lors qu’on accroît l’intensité de l’éclairement, on accroît l’intensité du processus d’assimilation et on augmente les besoins des plantes en dioxyde de carbone.
Ainsi, une grande quantité de dioxyde de carbone (CO2) dans l’environnement de la plante favorise l’intensité de la photosynthèse. C’est pour cette raison qu’on injectera du dioxyde de carbone dans l’aquarium planté, comme on le ferait dans une serre. Différents moyens (que nous détaillerons dans un prochain article) nous permettent d’assurer un apport de dioxyde de carbone dans l’aquarium. Bien entendu l’apport de gaz doit être raisonnable : trop de gaz, notamment en regard de l’énergie lumineuse disponible, et l’on risque l’asphyxie des animaux, et la chute du pH. Il est bien évident que l’apport de dioxyde de carbone (CO2) doit être conjoint à la période d’éclairement de l’aquarium. Les systèmes automatiques ont pour avantage de permettre une gestion plus précise ; en cas d’apport manuel, on prévoira, pour le moins, une coupure de l’arrivée de CO2 au moment de l’extinction des lampes.

– En conclusion ?

Outre le fait d’avoir des plantes en pleine santé et en pleine croissance, un bon déroulement de la photosynthèse, c’est la garantie d’une oxygénation optimale de l’aquarium. A noter que l’oxygène produit par les plantes est directement dissous dans l’eau ; il est donc immédiatement utile pour les habitants de l’aquarium !

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Quelques considérations économiques sur l’unité de production photosynthétique “Végétal”…

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Amusons-nous à comparer l’ensemble des végétaux à une vaste usine…

La nature a confié à cette firme la production de deux éléments fondamentaux… L’oxygène, d’une part, lequel est nécessaire à la quasi totalité des êtres vivants. Et de l’autre, le carbone organique, synthétisé à partir du carbone minéral : transformation que seul le végétal (premier maillon de la chaîne alimentaire) est capable de produire (ce qui est utile à tout un vaste monde ensuite…)

Tout cela se passe selon la formule suivante :
6CO2 + 6 H2O + W -> C6H12O6 + 6O2
où W représente l’énergie lumineuse.

Explication : six molécules de dioxyde de carbone se combinent avec six molécules d’eau sous l’effet de cette énergie, pour créer une molécule de glucide et six molécules d’oxygène.

La lumière est l’énergie qui permet à notre usine de tourner ; l’eau et le dioxyde de carbone sont ses matières premières.

Et la production de notre usine”Végétal”est évidemment soumise à la quantité de matière première dont elle dispose. Dans l’aquarium, en principe, l’eau ne vient pas à manquer ! L’injection de dioxyde de carbone permet l’apport de l’autre matière première jusqu’au point où l’usine est saturée. La matière première s’accumule alors devant les porte de l’usine, ce qui naturellement ne tarde pas à se traduire par une modification de l’environnement, un véritable bouleversement écologique : la chute du pH !

D’autre part la productivité est soumise à l’énergie dont dispose l’usine : la lumière.

L’aquariophile doit ici faire face à un énorme gaspillage, puisque 2 % seulement de l’énergie lumineuse sont réellement utilisés pour la production photosynthétique. Il faut reconnaître au monde végétal que c’est un gaspillage peu coûteux tant qu’il se produit dans la nature puisqu’il s’agit d’une énergie extérieure à la planète. Pour l’aquariophile en tout cas il est nécessaire d’éclairer intensément.

Que devient la production de notre usine ?

L’oxygène est utilisé pour la respiration des autres être vivants de notre aquarium : poissons, bactéries, végétaux eux-mêmes.

Quant à la plus grande part de la production, soit le glucide C6H12O6, elle est immédiatement réinvestie dans la croissance de l’usine elle-même, c’est-à-dire dans la croissance des végétaux.

C’est pourquoi la croissance des plantes est en soi le signe d’un bon fonctionnement de la photosynthèse,”l’assurance oxygène”de l’aquarium !

Ces articles relatifs à l’aquariophilie sont des supports de conférences données dans le cadre de nos formations ou d’articles que nous avons fait paraître dans diverses revues spécialisées et professionnelles, notamment Animal Distribution. Découvrez ici le parcours de formation aquariophilie que nous proposons.

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