La photosynthèse est le processus bioénergétique qui permet à des organismes de synthétiser de la matière organique en utilisant l’énergie lumineuse. Elle désigne en particulier la photosynthèse oxygénique apparue chez les cyanobactéries il y a 2,45 milliards d’années, qui a produit un bouleversement écologique majeur en faisant évoluer l’atmosphère alors riche en méthane, en l’actuelle, composée essentiellement d’azote soit 78,08 % et de dioxygène qui est de 20,95 %. Cette aptitude a été ensuite transmise aux eucaryotes photosynthétiques par endosymbioses successives. Des glucides, par exemple des oses tels que le glucose, sont synthétisés à partir du dioxyde de carbone et de l’eau avec libération d’oxygène comme sous-produit de l’oxydation de l’eau. C’est la photosynthèse oxygénique qui maintient constant le taux d’oxygène dans l’atmosphère terrestre et fournit toute la matière organique ainsi que l’essentiel de l’énergie utilisées par la vie sur Terre. De nombreux phénomènes surprenants se produisent dans la nature : l’un d’entre eux est la photosynthèse chlorophyllienne, le processus par lequel les plantes obtiennent de la nourriture ; ce processus a été, et est toujours, d’une grande aide pour la vie de l’homme et des autres êtres vivants. Grâce à la photosynthèse de la chlorophylle, les plantes produisent du glucose, sorte de sucres à partir de l’eau et du dioxyde de carbone, en utilisant la lumière du soleil comme énergie.

Sève brute et transformée

L’eau et les sels minéraux constituent la sève brute, qui est absorbée par les racines de la plante et monte ensuite jusqu’aux feuilles par la tige. Les feuilles utilisent la sève brute, le dioxyde de carbone contenu dans l’atmosphère et la lumière du soleil pour produire de la nourriture pour la plante, la sève transformée, qui est composée de sucres.

Comment se produit la photosynthèse de la chlorophylle ?

Le terme « photosynthèse de la chlorophylle » est composé de : photo, c’est-à-dire lumière ; synthèse, comprise comme une combinaison de plusieurs substances, et chlorophylle, adjectif dérivé de chlorophylle, le pigment qui donne aux feuilles leur couleur verte. La concentration de chlorophylle affecte également le jaunissement des feuilles en automne. La photosynthèse de la chlorophylle se produit lorsque la lymphe brute monte par les canaux lymphatiques jusqu’aux feuilles, où la chlorophylle absorbe la lumière du soleil et retient son énergie, la transformant en énergie chimique qui, à son tour, transforme le dioxyde de carbone présent dans l’atmosphère en sucres, un nutriment fondamental utilisé par la plante pour croître, fleurir et produire des graines et des fruits. La photosynthèse de la chlorophylle ne se produit que pendant le jour, car elle a besoin de la lumière du soleil.

Production d’oxygène

Lors du processus de photosynthèse, de l’oxygène est également produit, élément indispensable à la vie, qui est libéré dans l’atmosphère par les stomates, petits trous présents sur les feuilles. C’est pourquoi les plantes sont d’une importance vitale pour notre planète et nous devons apprendre à les protéger. Les plantes absorbent donc le dioxyde de carbone de l’air et libèrent de l’oxygène. Ce processus s’est avéré fondamental pour l’histoire de la vie sur Terre : au cours des millénaires, la concentration d’oxygène dans les océans et l’atmosphère a augmenté de plus en plus, ce qui a permis la création d’air respirable par les êtres vivants, qui ont progressivement quitté le milieu marin pour coloniser le milieu terrestre.

Autotrophie et hétérotrophie

Les plantes vertes, étant des organismes capables de fabriquer leur propre nourriture, sont dites autotrophes, c’est-à-dire qu’elles se nourrissent elles-mêmes. Les autres organismes vivants qui se nourrissent de substances organiques transformées par d’autres êtres vivants sont appelés hétérotrophes, c’est-à-dire qu’ils se nourrissent d’autres personnes, comme des animaux, des champignons et des bactéries. 

C’est quoi vraiment une autotrophie ?

L’autotrophie est la production, par un organisme vivant, de toute la matière organique nécessaire par réduction de matière minérale. Ce mode de nutrition caractérise les végétaux chlorophylliens, les cyanobactéries et les bactéries sulfureuses. Les organismes autotrophes sont donc capables de se développer sans prélèvement de molécules organiques dans le milieu, au contraire des organismes hétérotrophes. Les mixotrophes se nourrissent quant à eux par autotrophie et par hétérotrophie. Les organismes autotrophes constituent généralement le premier maillon d’une chaîne alimentaire, et sont à l’origine de quasiment toute la matière organique dans un écosystème. Deux types de matières minérale sont utilisées : d’une part le dioxyde de carbone dont la réduction produira les biomolécules avec incorporation d’azote et d’autres éléments tels que le Soufre, les phosphates…, d’autre part un réducteur fournissant les électrons nécessaires à la réduction du dioxyde de carbone et dans certains cas l’énergie. L’énergie nécessaire à cette synthèse provient de :

– la lumière, grâce à la photosynthèse, dans les cellules chlorophylliennes. On parle dans ce cas de photoautotrophie.

– l’énergie libérée par des réactions chimiques, utilisant des ions minéraux réducteurs et un oxydant minéral, grâce à la chimiosynthèse des bactéries sulfureuses, par exemple. On parle dans ce cas de chimioautotrophie.

L’organisme autotrophe doit synthétiser toutes les molécules nécessaires, en particulier les coenzymes qui sont des facteurs de croissance métaboliques.