Comment fonctionne le mécanisme complexe de la photosynthèse de la chlorophylle. Analyse approfondie de Luca Longo
Nous savons que l'excès de dioxyde de carbone (CO 2 ) dans l'atmosphère est la principale cause du changement climatique . Nous comprenons que la Terre se réchauffe parce qu'au cours des deux derniers siècles, nous avons brûlé beaucoup de combustibles fossiles qui avaient mis des centaines de millions d'années à se former et à s'accumuler dans les entrailles de notre planète.
Heureusement, des hordes de féroces chasseurs de CO 2 existent à la surface de la Terre et passent leur vie à capturer sans merci le dioxyde de carbone. Comme Robin Hood, ils le séparent, libèrent une partie de l'oxygène et réassemblent ce qui reste, un peu d'eau et une pincée d'autres substances pour produire des graines, des fruits, des feuilles et d'autres bonnes choses.
Les plantes – nos chasseurs de CO 2 – ont été en mesure d'accomplir depuis environ deux milliards et demi d'années quelque chose que tous les animaux sur Terre n'ont pas encore appris à faire. Y compris nous, autoproclamés homo sapiens sapiens , qui, ces derniers temps (géologiques), ont dominé la planète.
L'astuce réside dans la photosynthèse, un mécanisme assez compliqué qui permet à de minuscules organites spécialisés sur les feuilles – les chloroplastes – de convertir la lumière du soleil en énergie. Les photons provenant du Soleil qui parviennent à franchir la barrière de l'atmosphère ont une longueur d'onde comprise entre 380 et 750 nanomètres (nm; un nanomètre est un milliardième de mètre). La région du spectre solaire que les plantes peuvent exploiter pour la photosynthèse va de 400 nm (bleu) à 700 nm (rouge).
Contrairement aux animaux, les plantes utilisent les rayons du soleil de la bonne longueur d'onde pour exciter certains électrons dans des molécules spéciales. L'énergie du Soleil convertie en énergie d'excitation de ces électrons subit de nombreuses autres transformations de chaîne et permet à terme la production de glucides. Ces glucides peuvent être des sucres, des amidons, de la cellulose, de la lignine et du glycogène.
En pratique, les plantes utilisent le soleil pour créer de l' ordre à partir du désordre . Ils transforment des substances désordonnées (dioxyde de carbone dispersé dans l'atmosphère, eau et une poignée d'autres substances élémentaires dispersées dans le sol) en structures hautement ordonnées capables de stocker beaucoup d'énergie au sein de leurs liaisons chimiques. Grâce à cette gentillesse de la part des plantes, quand on en a besoin on peut brûler l'énergie contenue dans les sucres et les amidons pour faire des bonbons et des pâtes ou brûler de la cellulose et de la lignine pour construire des objets en bois ou pour se réchauffer devant le feu. Bien sûr, lorsque nous avons envie d'un steak, d'un œuf ou de lait, nous pouvons également utiliser ces réserves d'énergie concentrées pour élever des animaux. Et n'oublions pas que le sous-produit de tout ce travail végétal est justement l'oxygène qui nous permet de respirer!
Toutes les plantes – du trèfle au chêne – utilisent deux molécules spéciales capables d'interagir avec la lumière pour faire la photosynthèse: la chlorophylle A et la chlorophylle B.Les algues vertes fonctionnent presque de la même manière, tandis que les algues rouges utilisent – avec l'omniprésent A – également la chlorophylle D à la place de B. Enfin, les algues brunes préfèrent la chlorophylle C.
Ces différentes molécules sont conçues pour fonctionner au mieux lorsqu'elles sont frappées par des rayons lumineux d'une couleur précise, c'est-à-dire des ondes électromagnétiques d'une certaine gamme de longueurs d'onde.
En particulier, le A absorbe la lumière autour de 435 nm (bleu violet) et 670-680 nm (rouge). Au lieu de cela, le B préfère travailler avec les longueurs d'onde 480 nm (bleu) et 650 nm (orange). En plus des chlorophylles, les caroténoïdes et les lycopènes contribuent également à l'absorption de la lumière visible – en particulier dans la zone verte – les premiers sont responsables de l'orange des carottes tandis que les seconds rendent les tomates rouges.
Par conséquent, en tenant compte de tous les composants, les plantes absorbent la lumière bleu-violet et rouge-orange, alors qu'elles sont incapables d'utiliser la lumière dans les longueurs d'onde jaune et verte. Tous les rayons lumineux jaune-vert sont ainsi réfléchis par les feuilles.
C'est pourquoi les feuilles sont vertes!
Mais ça ne s'arrête pas là. Nous en reparlerons dans une semaine.
(1. continuer)
Article publié sur eni.com
Cet article est une traduction automatique de la langue italienne d’un article publié sur le magazine Début Magazine à l’URL https://www.startmag.it/energia/perche-le-foglie-sono-verdi/ le Sat, 27 Feb 2021 06:20:25 +0000.