La photosynthèse, la lumière de la vie

Ah, les plantes ! Si lointaines de nous et pourtant si vitales à la vie sur Terre ! En effet, sans elles, pas de dioxygène. Et sans dioxygène, pas de vie telle que nous la connaissons. Ce processus, vous en connaissez tous le nom : la photosynthèse ! Alma Mater vous propose de plonger au cœur de ce système, et de découvrir comment fonctionne la photosynthèse

Les ingrédients indispensables de la photosynthèse

Comme pour une recette de cuisine, pour réaliser la photosynthèse, la plante a besoin d’éléments spéciaux : 

  • De l’eau
  • De la lumière
  • Et du CO2

L’eau est puisée au niveau de ses racines. En effet, vers leurs extrémités se trouvent des poils absorbants. Il s’agit de cellules très longues qui pointent vers le milieu extérieur, capables de récupérer l’eau nécessaire. On observe souvent une symbiose, un partenariat avec des champignons qui aident la plante à prélever cette molécule minérale. Cette dernière remonte jusqu’aux feuilles à l’aide de vaisseaux, appelés xylèmes.

La lumière et le CO2 sont tous les deux captés au niveau des feuilles. En effet, à l’extérieur de la feuille, on observe des trous, appelés stomates, dont l’ouverture est régulée. Une fois qu’ils ont pénétré le limbe, c’est-à-dire la partie plate de la feuille, celle qui capte le plus de lumière, ces deux éléments n’ont plus qu’à s’introduire dans les cellules photosynthétiques. 

La photosynthèse, un système magique ? Démystifions ce «truc»

C’est bien beau d’avoir tout réuni, il faut, à présent, procéder à la photosynthèse ! Un compartiment spécial des cellules photosynthétiques permet ce processus : le chloroplaste. Petit zoom dessus.

 A l’intérieur de cet organite allongé et arrondi, on trouve encore un autre compartiment : le thylacoïde. C’est là où tout se joue. 

Première étape : la phase lumineuse

La lumière est le déclencheur de ce système. Sans elle, rien ne se passerait. En effet, elle arrive sur un petit système, un photosynthèse, situé à la périphérie du thylacoïde. L’énergie qu’elle apporte est telle qu’elle excite les pigments. Ceux-ci deviennent instables et ne peuvent pas rester dans cet état. Ils vont donc céder leur énergie à leur voisin. Ainsi, l’énergie va se diffuser de proche en proche, jusqu’à atteindre un pigment particulier. Ce dernier, pour se stabiliser, a besoin de céder un bout de lui-même à son voisin, qui le passera lui-même à son voisin. Ce petit élément est appelé « électron ». Petit problème, le premier pigment n’est toujours pas stabilisé ! C’est alors que l’eau entre en jeu qui va céder un électron. Dénaturé, l’eau va se transformer en dioxygène. Pour la photosynthèse, il s’agit d’un déchet. La plante va donc relâcher cette molécule dans l’air où elle sera absorbée plus tard par l’un de nos confrères animal. La phase lumineuse se termine par la production de molécules énergétiques.

Deuxième étape : la phase obscure

Phase obscure ? Comment ça, on parle de phase obscure à présent ? Le thème est « lumière » pourtant !

Vous avez bien raison de grincer des dents en lisant cela, la lumière n’a pas de rôle direct. Mais rappelons-nous que, sans lumière, pas de première phase. Et sans première phase, on peut très difficilement effectuer la deuxième. Voire pas du tout, même. Pourtant, cette étape est indispensable à la vie et au maintien de la chaîne alimentaire. 

La phase obscure est constituée d’un cycle, appelé « cycle de Calvin ». Elle se déroule à l’extérieur du thylacoïde mais toujours dans le chloroplaste. Cette fois-ci, c’est le CO2 qui déclenche la réaction. En effet, il se fixe sur une molécule appelée « Rubisco ». A l’aide des molécules énergétiques formées par la phase lumineuse, le CO2 et la Rubisco se transforment au fur et à mesure que le cycle avance jusqu’à former une molécule appelée « G3P ». Il s’agit d’un précurseur du glucose et donc de la matière organique ! C’est grâce à cette phase que la plante peut grandir et former son propre corps, lorsque nous-mêmes ne sommes capables de faire cela qu’en prélevant de la matière organique déjà existante. Badass, n’est-ce pas ?

Impact sur le vivant

L’utilité de la photosynthèse sur le monde du vivant n’est plus à démontrer. Sans photosynthèse, pas de dioxygène produit. En effet, avant la mise en place de ce processus, cette molécule n’existait pas dans l’atmosphère terrestre. Et qui dit pas de dioxygène, dit pas de vie – du moins, pas telle que nous la connaissons. De plus, sans photosynthèse, pas de création de matière organique ; ce qui dit pas de chaîne alimentaire. Sans les plantes, les animaux et les champignons n’existeraient pas. La vie des organismes pluricellulaires n’existerait pas. La photosynthèse a permis d’enrichir le monde du vivant et de développer tous les organismes qui ont existé sur Terre. Et tout ceci, grâce à la lumière. Elle a permis à cette révolution d’apparaître, et de faire briller la vie encore plus qu’elle ne l’avait jamais fait jusqu’ici.

Lucie BRICKA

Sources : Cours de biologie

Schéma : ©Lucie Bricka

Image de couverture : ©Pixabay

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