Zoom sur la photosynthèse

Retour aux origines de la vie

Si la Terre est née il y a 4,6 milliards d’années, les premières traces de vie remontent à environ 3,8 milliards d’années, avec l’apparition de l’ADN et des bactéries. C’est à ce moment-là que tout a commencé : pour se développer, chaque être vivant a besoin d’énergie, il fallait donc trouver une source énergétique importante et facilement accessible. Il y a 3 milliards d’années, apparut une innovation qui allait révolutionner la vie : les cyanobactéries et la faculté de transformer l’énergie du rayonnement solaire en énergie chimique : la photosynthèse était née. Et tout s’accéléra : apparition de l’oxygène, des premières bactéries aérobies, des premiers végétaux, des premiers invertébrés etc… Aujourd’hui, la photosynthèse est la plus grosse usine énergétique du monde : elle capte un millième de l’insolation reçue par la Terre et fournit toute la matière organique et pratiquement toute l’énergie de la biosphère. Sur un an, le flux d’énergie capté à l’échelle planétaire est dix fois plus élevé que la consommation énergétique mondiale !

Comment ça fonctionne ?

La photosynthèse est le processus biologique qui permet aux végétaux de synthétiser de la matière organique en utilisant la lumière du soleil comme source d’énergie. Ce processus a lieu dans tous les organes verts des plantes, mais en particulier dans les feuilles. Les cellules des feuilles contiennent des structures arrondies appelées chloroplastes. C’est à l’intérieur de ces chloroplastes que se déroule la photosynthèse. Chaque chloroplaste est « rempli » de chlorophylle, un pigment vert capable d’absorber l’énergie lumineuse et de la restituer à la plante, comme le feraient des panneaux solaires sur une toiture.

Mécanisme de la photosynthèse

Cette énergie est ensuite utilisée pour dissocier les molécules de CO2 (dioxyde de carbone) et d’H20 (eau) et les recombiner en molécules plus complexes, notamment des sucres (C6H12O6). Les plantes sont donc capables de fabriquer leur propre biomasse carbonée à partir de carbone, absorbé dans l’atmosphère sous forme de CO2, et d’eau, puisée dans le sol par les racines.

Ce processus est résumé par l’équation suivante : 6 CO2 + 6 H20 + énergie lumineuse -> C6H12O6  + 6 O2

L’oxygène produit lors de cette réaction, et qui a permis de développement de la vie sur Terre, est donc un « déchet » de la photosynthèse !

Comment optimiser la photosynthèse ?

Trois éléments sont particulièrement importants pour la photosynthèse : le magnésium (Mg), le fer (Fe) et le manganèse (Mn). La chlorophylle est une grosse molécule articulée autour d’un cation : le magnésium. Une carence en Mg impacte donc directement la photosynthèse. Selon Arvalis, les grandes cultures exportent entre 10 et 15 kg/ha/an de Magnésie (MgO). Le fer (Fe) et le manganèse (Mn) jouent un rôle important dans la formation de la chlorophylle, mais leur biodisponibilité diminue fortement dans les sols à pH élevés (> 8). L’entretien du taux de matières organiques et d’une bonne activité biologique du sol permet de limiter ces blocages. En cas de carence, il est indispensable de pulvériser des produits riches en fer ou manganèse.