Dégradation de la matière organique

L’étude de l’évolution de la qualité de l’eau dans les retenues amazoniennes est liée à la compréhension des processus de dégradation de la matière organique, ainsi que nous l’avons indiqué précédemment dans l’introduction. L’un des objectifs de notre travail étant la description de cette évolution à l’aide de la modélisation mathématique, nous nous sommes dirigés vers une analyse holistique des processus de dégradation et de leur relation avec le milieu aquatique. En raison de l’importante charge en matière organique allochtone d’origine terrestre dans toutes les eaux amazoniennes, la description qui suit se focalise principalement sur la dégrada­ tion aquatique de cette matière organique. Les processus communs à d’autres types de matière organique seront généralisés. Nous inclurons dans la matière organique d’origine terrestre la végétation de grande envergure (angiospermes) immergée lors de la mise en eau des retenues. La dégradation de la matière organique d’origine terrestre est assez particulière en raison de sa complexité chimique et structurelle (différences entre les troncs, Pecoree, les branches et les feuilles). Il existe une action mécanique et une action biologique. L’action mécanique concerne l’immersion de la végétation, le lessivage des produits lysés dans l’eau ou bien lysés par l’action des pluies sur la partie aérienne de la végétation semi-immergée, la chute des feuilles, des branches et des troncs de cette partie aérienne (Annexe A), et la fragmentation physique.

L’action biologique est concomitante de l’action mécanique; en raison de la composition de la matière organique, l’action biologique passe par différentes étapes menées par plusieurs types de décomposeurs. En effet, nombreux sont les organismes en milieu aquatique qui agissent directement sur la matière organique. Les insectes, les nematodes et certains vertébrés peuvent incorporer la matière organique d’origine terrestre dans leur habitudes alimentaires et effectuer, par digestion et excrétion, une étape de la dégradation. La fragmentation mécanique de la surface du bois par les insectes représente une étape de la décomposition et agit indirectement sur la dégradation de la matière organique à l’intérieur du bois qui est alors disponible pour la colonisation de bactéries, ce qui accélère sa dégradation (Aumen et ai, 1983). Les champignons, qui ont un rôle prédominant dans la dégradation à l’air libre, gardent un rôle important dans les milieux aquatiques (Kaushik & Hynes, 1971). Ils sont les premiers à coloniser la matière organique et à la décomposer en particules plus fines, ce qui facilite l’attaque bactérienne. Ils minéralisent également la matière organique et sont très efficaces dans la dégradation aérobie et anaérobie de la cellulose et de la lignine (Kaushik h Hynes, 1971) (Kirk k Shimada, 1985). La dégradation est donc un processus continu d’actions de plusieurs types d’organismes sur la matière organique, formant une chaîne où les processus interagissent, se succèdent, ou se remplacent. Dans cet ensemble, les bactéries ont un rôle prépondérant (Gunnison et ai, 1985) car la multiplicité des espèces leur permet de dégrader la matière organique dans divers milieux, notamment en anaérobiose, qui est peu supportée par les autres organismes (Ruel & Barnoud, 1985) (Saunders, 1976). La dégradation de la matière organique est alors mené à terme principalement par l’action bactérienne. Pour cette raison, la description de la plupart des processus de dégradation se concentre sur l’action bactérienne, comme nous le verrons dans la suite de notre étude bibliographique.

L’autolyse et le lessivage

L’autolyse, également appelée respiration endogène, est un processus de lyse des composants cellulaires qui permet une production d’énergie et d’éléments pour la synthèse d’autres com­ posants; elle se reproduit constamment dans les cellules par l’action des enzymes (hydrolyse et désamination, par exemple). Après la mort de l’organisme les enzymes demeurent en activité pendant quelques heures, et une partie du matériel cellulaire est ainsi décomposée.Ce matériel cellulaire, composants chimiques de faible poids moléculaire, est facilement dé­ gagé après la mort des cellules, au moment où la paroi cellulaire ne présente plus de résistance à la sortie des composants capables de la traverser. Cela se fait plus facilement lorsqu’il existe une circulation d’eau; l’eau se transforme en agent physique du transfert des composants cellulaires vers le milieu. Ce transfert mené par l’eau est appelé lessivage.