Photosynthèse
La photosynthèse convertit l’énergie lumineuse en énergie chimique utilisée pour réduire le carbone et former de la matière organique. Elle est réalisée par les plantes, les algues, les cyanobactéries et certains autres microorganismes. Dans les milieux aquatiques, elle soutient une grande part de la production primaire et modifie quotidiennement l’oxygène, le dioxyde de carbone et le pH.
Photosynthèse oxygénique
Dans la forme dominante des milieux aquatiques, les pigments des photosystèmes captent la lumière. Les réactions photochimiques oxydent l’eau, libèrent du dioxygène et produisent de l’énergie chimique. Le cycle de Calvin utilise ensuite cette énergie pour fixer le dioxyde de carbone dans des composés organiques.
L’équation simplifiée reliant CO₂, eau, lumière, matière organique et O₂ résume un bilan mais ne décrit pas les nombreuses étapes ni tous les produits. Certaines bactéries pratiquent une photosynthèse anoxygénique utilisant d’autres donneurs d’électrons et ne libérant pas d’oxygène.
En milieu aquatique, la production dépend de la lumière disponible, de la température, du carbone inorganique, des nutriments et de la physiologie des organismes. Turbidité, profondeur et pigments contrôlent le spectre effectivement reçu. La respiration se poursuit en parallèle ; une hausse d’oxygène à la lumière représente donc une production nette, pas directement toute la photosynthèse brute.
Conséquences pour les systèmes aquatiques
Dans un bassin riche en phytoplancton, l’oxygène et le pH augmentent souvent le jour, puis diminuent la nuit lorsque la respiration domine. Une forte production diurne peut ainsi coexister avec un risque d’hypoxie avant l’aube. La disponibilité du carbone change aussi avec le pH, car CO₂, bicarbonate et carbonate se répartissent différemment.
À l’échelle écologique, la photosynthèse fixe du carbone qui alimente les réseaux trophiques. Une partie est consommée rapidement, une autre exportée ou enfouie. Production primaire, biomasse algale et concentration de chlorophylle sont liées mais non équivalentes : elles décrivent respectivement un flux, un stock biologique et un indicateur pigmentaire.
