La photosynthèse

Les plantes fournissent une énergie mystérieuse aux animaux, mais comment se la procurent-elles ? La réponse se trouve dans la photosynthèse. Grâce à sa chlorophylle verte, la plante capte les rayons lumineux du soleil pour fabriquer sa propre substance et son corps végétal. La photosynthèse est la tâche fondamentale et la mission première des plantes dans la nature. Elle leur permet de produire de la matière organique à partir d’éléments minéraux, de l’eau et du dioxyde de carbone présents dans leur environnement. Les animaux peuvent ensuite consommer cette matière organique pour obtenir l’énergie dont ils ont besoin pour vivre. Ainsi, les plantes sont à la base de la chaîne alimentaire et fournissent une énergie vitale à tous les êtres vivants de la planète.

Pendant la photosynthèse, l'énergie lumineuse est absorbée par des protéines appelées centres réactionnels qui contiennent des pigments photosynthétiques appelés chlorophylles. Ces protéines se trouvent dans les membranes des thylakoïdes des chloroplastes chez les plantes, tandis que chez les bactéries, elles sont incluses dans la membrane plasmique.

Chez les plantes, les algues et les cyanobactéries, les glucides sont produits par une série de réactions appelées cycle de Calvin, tandis que certaines bactéries utilisent d'autres voies métaboliques. Dans le cycle de Calvin, le dioxyde de carbone est fixé sur des composés organiques pour produire des glucides tels que le glucose. La photosynthèse est donc la principale voie de transformation du carbone minéral en carbone organique. Les organismes photosynthétiques assimilent chaque année entre 100 et 115 milliards de tonnes de carbone en biomasse.

La photosynthèse est un processus crucial pour la vie sur Terre, car elle permet aux organismes de produire de la matière organique et de l'oxygène en utilisant l'énergie lumineuse, l'eau et le dioxyde de carbone. Ce processus est possible grâce à des pigments photosynthétiques tels que la chlorophylle, qui absorbent l'énergie lumineuse, et des réactions enzymatiques complexes qui permettent la fixation du carbone et la production de glucides.

*Les photosynthétats, ou assimilats, sont des molécules carbonées produites lors de la photosynthèse.

Les photosynthétats sont produits dans les chloroplastes des cellules végétales et sont transportés vers d'autres parties de la plante à travers des tubes appelés phloème. Ces molécules comprennent des glucides tels que le glucose, le fructose et le saccharose, ainsi que des composés organiques tels que les acides aminés, les acides gras et les protéines.

Les plantes utilisent les photosynthétats pour leur propre croissance et leur développement. Par exemple, le glucose est utilisé pour produire de l'énergie et pour construire des tissus cellulaires, tandis que les acides aminés sont utilisés pour produire des protéines. Les plantes stockent également une partie des photosynthétats sous forme de glucides, tels que l'amidon, pour une utilisation ultérieure.

Les photosynthétats sont également utilisés pour nourrir d'autres organismes vivants. Les plantes sont la base de la chaîne alimentaire, fournissant de la nourriture aux herbivores, qui sont ensuite consommés par les carnivores. Les photosynthétats sont également utilisés par les bactéries et les champignons dans le sol pour leur propre croissance et leur développement.

L'histoire scientifique de la photosynthèse

La photosynthèse est le processus par lequel les plantes, les algues et certaines bactéries convertissent l'énergie lumineuse en énergie chimique, stockée sous forme de molécules organiques, telles que le glucose. Ce processus est essentiel pour la vie sur Terre, car il fournit de l'énergie et de l'oxygène à la plupart des êtres vivants.

L'étude de la photosynthèse a commencé au 17ème siècle, lorsque le scientifique belge Jean-Baptiste Van Helmont a mené des expériences pour déterminer d'où provenait la matière des plantes. Il a découvert que la plupart de la masse des plantes provenait de l'eau et non de la terre, comme on le croyait à l'époque.

Au 18ème siècle, le scientifique britannique Joseph Priestley a découvert que les plantes étaient capables de produire de l'oxygène, en menant des expériences où il a enfermé une plante dans un récipient et a mesuré les changements dans l'air. Le scientifique néerlandais Jan Ingen-Housz a ensuite découvert que les plantes ne produisaient de l'oxygène que lorsqu'elles étaient exposées à la lumière du soleil, révélant ainsi le rôle crucial de la lumière dans la photosynthèse.

Plus tard, au 19ème siècle, le scientifique suisse Jean Senebier a découvert que les plantes utilisaient également du dioxyde de carbone pour produire de l'oxygène, tandis que le scientifique français Jean-Baptiste Joseph Dieudonné Boussingault a déterminé que les plantes utilisaient également de l'azote et d'autres éléments pour leur croissance.

Au début du 20ème siècle, les scientifiques allemands Arthur Meyer, Andreas Franz Wilhelm Schimper et Hugo von Mohl ont découvert que la photosynthèse avait lieu dans les chloroplastes des cellules végétales et ont identifié la chlorophylle comme le pigment responsable de la capture de la lumière.

Plus tard dans le 20ème siècle, le scientifique allemand Julius Robert Mayer a déterminé que la photosynthèse était un processus endothermique, nécessitant de l'énergie pour fonctionner. Le scientifique allemand Julius von Sachs a découvert que les chloroplastes étaient responsables de la photosynthèse, tandis que le scientifique américain Charles Barnes a déterminé que la photosynthèse avait lieu dans les feuilles des plantes. Le scientifique néerlandais Cornelis Bernardus van Niel a découvert que certaines bactéries étaient également capables de photosynthèse, utilisant des composés chimiques tels que le sulfure d'hydrogène plutôt que de la lumière pour produire de l'énergie.

 Aujourd'hui, la photosynthèse continue d'être un domaine de recherche important pour les scientifiques, qui étudient comment les plantes et les algues peuvent être utilisées pour produire de l'énergie renouvelable et comment les changements climatiques pourraient affecter le processus de photosynthèse et les écosystèmes qui en dépendent.