Abres et mers, les deux poumons de la Terre

Une couche protectrice indispensable à la vie

L'atmosphère est une couche gazeuse composée à 78 % de diazote, à 21 % de dioxygène et à 0,035 % de dioxyde de carbone. Ces principaux gaz jouent un rôle primordial dans le maintien de la vie sur terre.

Des organismes vivants tels que les végétaux vont se servir de cette présence en carbone dans l'air mais également de l'énergie lumineuse émise par le soleil et de l'eau pour pouvoir synthétiser leur propre matière organique, ce sont des organismes dits autotrophes.

Pour réussir la fabrication de leur matière carbonée telle que les sucres, ces organismes ont recours à un ensemble de réactions chimiques : la photosynthèse.

Le support de la photosynthèse

Tous les végétaux ne sont pas capables de réaliser la photosynthèse, un processus bioénergétique. Ils doivent posséder un parenchyme photosynthétique. Ce tissu se trouve au niveau des feuilles (parfois, plus rare, au niveau de la tige) et est constitué de cellules situées en périphérie des nervures ; une position idéale pour faciliter l'apport en nutriments tels que l'eau.

Les végétaux terrestres ne sont pas les seuls à pouvoir élaborer leur matière organique, les algues le peuvent aussi grâce à des cellules photosynthétiques situées sur tout le thalle, appareil végétatif dépourvu de toutes tige, feuilles ou racines.

Un processus bioénergétique qui se produit seulement le jour

De nombreuses études sur la photosynthèse montrent qu'elle ne peut se produire qu'en journée. Pourquoi ? L'énergie lumineuse produite par le soleil en est l'instigatrice.

La nuit, les organismes autotrophes photosynthétiseurs ne font que respirer, c'est-à-dire consommer de l'oxygène et rejeter dans l'air du dioxyde de carbone.
En journée, ils respirent également mais ils produisent bien plus de dioxygène qu'ils n'en consomment. La photosynthèse prime sur la respiration.
Des apports nutritifs via les vaisseaux conducteurs

Pour mener à bien toutes les réactions chimiques de la photosynthèse, l'énergie lumineuse ne suffit pas. La matière organique va être produite à partir de minéraux et d'eau prélevés dans le sol par les racines et acheminés aux feuilles par les vaisseaux conducteurs de la tige et les nervures.

Le dioxyde de carbone concentré dans l'atmosphère est également absorbé par des cellules particulières présentes au niveau du parenchyme : les stomates. Ces cellules jouent le rôle de péage entre le milieu aérien et le milieu interne du tissu. Tous les échanges gazeux de la plante se font à cet endroit.

Trois variétés de pigments

Pour capter l'énergie lumineuse du soleil, les végétaux ont à leur disposition des petits pigments. Il en existe trois variétés : la chlorophylle a, la chlorophylle b et tous les caroténoïdes (donnent une couleur orange).

Ils endossent la fonction d'une antenne collectrice. Suivant la longueur d'onde de la lumière, tel pigment va l'absorber. Les chlorophylles sont insensibles aux longueurs d'onde de la lumière verte. Les végétaux qui en contiennent en grande quantité sont alors verts. Les carottes sont oranges car elles sont concentrées en caroténoïdes (n'absorbent pas la longueur d'onde du rouge).

Ces pigments se trouvent dans des organites situés eux-mêmes dans les cellules du parenchyme : les chloroplastes.

Le siège de la photosynthèse

Les chloroplastes se divisent en deux parties : le stroma (le liquide de l'organite) et les thylacoïdes, des structures membranaires en forme de sacs aplatis empilés les uns sur les autres. Ces deux ensembles jouent un rôle bien particulier pendant la photosynthèse.

Les pigments incorporés dans les membranes des thylacoïdes effectuent la première partie de la photosynthèse : la photosynthèse I ou la phase claire.
Dans le stroma, une réaction chimique appelée le cycle de Calvin va ponctuer la création de la matière organique comme le glucose : c'est la photosynthèse II ou la phase sombre.

Des réactions en chaîne complémentaires

La phase claire s'opère dans les thylacoïdes. Les pigments absorbent l'énergie lumineuse et la transforment en une énergie chimique qui se présente sous forme de molécules : l'ATP (adénosine triphosphate) et la NAPH-H+. Au cours de cette réaction, les molécules d'eau, H2O sont alors lysées en molécules de dioxygène : c'est la photolyse de l'eau. Elles sont éjectées dans l'atmosphère via les stomates.

L'énergie chimique produite sert ensuite à fixer le carbone présent dans les molécules de dioxyde de carbone aux atomes d'hydrogène des molécules d'eau captées par les feuilles. Cette réaction d'oxydo-réduction donne donc naissance à des glucides (essentiellement du glucose), de la matière organique.Un stockage massif de carbone

Il serait réducteur de cantonner la photosynthèse à la formation de dioxygène. En élaborant la matière organique par ce processus bioénergétique, les organismes autotrophes comme les végétaux terrestres, les algues et les cyanobactéries contribuent au stockage du carbone présent dans l'atmosphère. Les océans et les forêts sont donc qualifiés de puits de carbone.

Sans la photosynthèse, la concentration atmosphérique en oxygène n'aurait de cesse de chuter jusqu'à venir à manquer dans le futur de la Terre. Les forêts et les océans sont qualifiés de poumon de la planète.
Source:linternaute.com