La photosynthese » maladies des plantes , agriculture et écologie

 La photosynthese

15/6/2009

La photosynthese

L’automne est l’un des spectacles les plus  éblouissants qu’offre la nature ! Quelle féerie de couleurs !Un vrai miracle !

Ce sont principalement les plantes à feuillage caduc qui sont touchées par ce phénomène.

« Les prêtres de l'ancienne Egypte enseignent déjà que c'est RA, le soleil qui fait croître les plantes, 14 siècles avant J-C !

Mais seulement des siècles plus tard des chercheurs établissent que c'est la chlorophylle, à laquelle on a peu prêté attention jusqu'alors, qui est l'agent principal de cette action.

Au 18e siècle, la production d’oxygène par les plantes et l’importance de la lumière sont mises en évidence.

Au milieu du 19e siècle les grandes lignes du mécanisme de la photosynthèse sont comprises.

Durant le 20e siècle les découvertes successives permettent de comprendre le processus chimique détaillé de la photosynthèse. »

Tous les être vivants ont besoin de s’alimenter afin de trouver l’énergie nécessaire au fonctionnement de leur organisme. La principale source d’énergie utilisée par les organismes vivants est le glucose.

Les feuilles des arbres sont des manufactures qui produisent du sucre à partir du dioxyde de carbone et de l'eau. Seules les plantes et certaines bactéries sont capables de le synthétiser elles-mêmes grâce à un processus assez complexe appelé photosynthèse.

Ce sont donc les plantes qui permettent à la vie animale et humaine de se développer, car aucun n’est capable de réaliser cette transformation ; cela malgré que le carbone organique lui soit absolument indispensable pour construire ses propres molécules.

Les plantes, source de l’oxygène vital, premier maillon des chaînes alimentaires, ont un rôle primordial dans la vie sur Terre ; elles constituent en outre la principale source de l’alimentation humaine.

La photosynthèse est influencée par les facteurs de l'environnement : la lumière (source d'énergie), le CO2 (source de carbone) et la température (qui affecte l'ensemble des réactions biochimiques.

La réalisation de la photosynthèse par les chloroplastes des végétaux met en jeu un ensemble de molécules particulières, nommées pigments photosynthétiques. Le terme de "pigment" correspond au fait que ces molécules sont colorées, de part leur capacité à capter certaines radiations lumineuses. La fabrication de ces pigments est encore plus facile lorsque les nuits sont froides et les journées ensoleillées.

Au printemps, les feuilles, largement nourries par le fonctionnement intense de la plante, sont bourrées de chlorophylle qui leur donne cette couleur verte.

Lorsque les températures baissent et les jours diminuent, l’activité de la plante ralentie, les feuilles ne sont plus autant alimentées et la chlorophylle cède progressivement la place à d’autres pigments, le jaune et l'orange apparaissent à ce moment-là. La variété et l’intensité des couleurs sont grandement influencées par la température .Ainsi, les couleurs automnales les plus flamboyantes se manifestent quand des jours ensoleillés et secs sont suivis de nuits fraîches.

Les faibles écarts de températures de notre littoral nous privent de ces teintes chaudes automnales; les feuilles de nos platanes se colorent à peine et virent au brun avant de tomber.

Ces pigments, qui sont à l'origine de la coloration des végétaux, sont de trois types :

·         Les chlorophylles, sont les pigments assimilateurs principaux des végétaux.

·         Les caroténoïdes, sont les carotènes : pigments colorés orange ou rouge, largement répandus dans le végétal et les xanthophylles : pigments jaunes dérivés du carotène, présents dans les pétales de nombreuses fleurs jaunes, maïs, bananes.

·         Les anthocyanines absorbent la lumière bleue, bleu-vert et verte. La lumière réfléchie apparaît alors rouge , violet, pourpre. La couleur produite par ces pigments est sensible au pH de la sève cellulaire. Si la sève est entièrement acide, les pigments produisent une brillante couleur rouge. Si la sève est moins acide, la couleur est alors pourpre. La pelure rouge des pommes mûres, des cerises ou des fraises, le pourpre des prunes et des grappes de raisins sont dus aux anthocyanines.

La couleur de ces pigments est normalement masquée par la chlorophylle, mais à l'automne, la chlorophylle se désagrège et la couleur jaune, orange de ce type de pigment devient visible. Les couleurs rouges ne se développent qu'à la fin de l'été à la suite du changement dans la dégradation métabolique du sucre. Car les feuilles , ne sont non seulement vertes , mais contiennent toute une collection de colorants cachés par la grande quantité de chlorophylle.

Cet oxygène ( O2 ) rejeté par les feuilles, nécessaire à notre vie, d’où vient-il ?  La question se pose de savoir d'où provient ce dioxygène. On peut en effet émettre deux hypothèses : Cet oxygène provient  du CO2, soit il provient de l’eau H2O.

Afin de trancher entre ces deux possibilités, Martin KAMEN et Samuel RUBEN, en 1941, utilisant un isotope lourd (mais non radioactif) de l'oxygène, montrent que c’est l’eau, et non le gaz carbonique, qui fournit cet oxygène indispensable à tous les êtres vivants. L’oxygène, finalement rejeté, provient de la décomposition de l’eau du sol.

 Ensuite grâce à l'emploi du 14C, l'équipe dirigée par Melvin CALVIN contribue à élucider, tout au moins en grande partie, le mécanisme intime de la photosynthèse. Cette équipe reçoit, en 1961 , le prix Nobel de chimie.

Puis les taux d'auxines (hormones végétales de croissance) diminuent alors que s'élève le taux d'acide abscissique qui agit à la base des feuilles, empêchant ainsi les minéraux, l'eau et les autres nutriments de pénétrer dans la feuille, affaiblissant le point d'attache de la feuille, qui finalement tombe emportée par le vent. Une substance cireuse et imperméable recouvre alors la cicatrice foliaire, Oui, Dame Nature veille : une fine pellicule de liège protège la plaie qui résulte de cette ablation naturelle.

La photosynthèse est un processus chimique complexe et fascinant : il est la clé de voûte de toute la vie sur terre .

D'autres facteurs, d'autres successions de réactions biochimiques, d'autres séries de mécanisme, d'autres équations entrent en jeu.

Cet exposé ne tente de dévoiler qu'une infime partie de ces mécanismes fabuleux, une version simplifiée de cette gigantesque manufacture !

Marie REO - http://www.scah-nice.fr

 

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