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La photosynthèse fonctionne aussi dans l’infrarouge
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La photosynthèse fonctionne aussi dans l’infrarouge

À l’ombre, rien ne pousse ? Pas sûr. On a longtemps pensé que la photosynthèse, le processus par lequel végétaux, algues et cyanobactéries convertissent l’énergie lumineuse en énergie chimique, n’était possible qu’avec la lumière visible. Mais Dennis Nürnberg, à l’Imperial College de Londres, et ses collègues viennent de montrer que des cyanobactéries sont capables d’effectuer un autre type de photosynthèse à partir d’un rayonnement infrarouge, une lumière non perceptible par l’homme.

Des centaines de molécules interviennent dans la photosynthèse. Elles sont organisées en unités – des photosystèmes – qui comportent chacune une « antenne » et un centre réactionnel. L’antenne contient de la chlorophylle et d’autres pigments photosensibles qui captent l’énergie lumineuse et la transmettent de proche en proche vers le centre réactionnel. Commence alors une chaîne de transferts d’électrons, de molécules en molécules, du donneur primaire (une molécule de chlorophylle du centre réactionnel) à l’accepteur final. Jusqu’à récemment, on pensait que le donneur primaire d’électron était obligatoirement la chlorophylle de type a, seul pigment connu capable de céder un électron lorsqu’il est éclairé avec un rayonnement rouge compris entre 680 et 700 nanomètres de longueur d’onde (le domaine visible allant de 400 à 700 nanomètres).

Un processus réversible

Mais Dennis Nürnberg et ses collègues ont montré que chez Chroococcidiopsis thermalis, une cyanobactérie très répandue sur Terre, la chlorophylle f, un autre pigment, peut jouer le rôle de donneur primaire lorsqu’il est soumis à un rayonnement de 750 nanomètres de longueur d’onde, dans l’infrarouge. Cette cyanobactérie est donc capable, lorsqu’elle ne reçoit plus assez de lumière visible, par exemple si elle est à l’ombre, de mettre en place une autre voie de photosynthèse dans l’infrarouge. Ce processus est réversible : si ces cyanobactéries sont à nouveau en plein soleil, elles reviennent à la photosynthèse classique.

Cette découverte est fondamentale pour la recherche de vie extraterrestre, car elle conduit à redéfinir la « limite rouge », l’énergie lumineuse minimale requise pour que la photosynthèse puisse se produire. Repousser la limite de longueur d’onde admise de 700 à 750 nanomètres, revient à abaisser la limite rouge à une énergie inférieure. Or 70 % des étoiles de la Voie lactée sont des naines rouges, émettant essentiellement un rayonnement peu énergétique dans le rouge et l’infrarouge. Cette découverte invite donc à reconsidérer de nombreuses planètes en orbite autour de naines rouges, où la photosynthèse était jugée jusqu’à présent impossible.

Ces travaux ont aussi entraîné une petite révolution dans la compréhension d’un processus que l’on pensait bien connaître : la photosynthèse classique. Dans ce processus, chaque photosystème contient des centaines de molécules de chlorophylle a disposées d’une façon bien précise. Parmi elles, discerner la ou les molécules jouant le rôle du donneur primaire est très difficile. Historiquement, les biologistes considéraient qu’il s’agissait d’une « paire de chlorophylles spéciales » au centre du photosystème. L’étude des photosystèmes de C. thermalis suggère qu’ils se sont trompés.

Ceux-ci ressemblent beaucoup aux photosystèmes classiques, à ceci près qu’ils contiennent à la fois des molécules de chlorophylle a et f. Or les chlorophylle a et f absorbant des longueurs d’ondes différentes, elles sont facilement distinguables. Les chercheurs ont donc localisé facilement le donneur primaire chez cette cyanobactérie. Surprise, il ne s’agit pas d’une paire spéciale de molécules de chlorophylle au centre du photosystème… mais d’une simple molécule de chlorophylle juste à côté ! Il est très probable que le donneur primaire occupe la même place dans les photosystèmes classiques, et il en serait donc de même pour l’ensemble des organismes photosynthétiques. « Depuis des années, on pensait que cette molécule de chlorophylle était accessoire, alors que c’est elle qui initie toute la chaîne de transfert d’électrons ! », explique Bill Rutherford, auteur principal de l’étude. « C’est amusant que l’étude d’une petite cyanobactérie très commune puisse amener à réviser l’ensemble des manuels de biologie. »


Source : Pour la science
Crédit : Dennis J. Nürnberg

Ces cyanobactéries sont capables d’adapter leur photosynthèse selon l’éclairage reçu. En jaune, les bactéries réalisant une photosynthèse en infrarouge, en magenta, celles réalisant une photosynthèse classique.

La photosynthèse fonctionne aussi dans l’infrarouge Actualités

La photosynthèse fonctionne aussi dans l’infrarouge

À l’ombre, rien ne pousse ? Pas sûr. On a longtemps pensé que la photosynthèse, le processus par lequel végétaux, algues et cyanobactéries convertissent l’énergie lumineuse en énergie chimique, n’était possible qu’avec la lumière visible. Mais Dennis Nürnberg, à l’Imperial College de Londres, et ses collègues viennent de montrer que des cyanobactéries sont capables d’effectuer un autre type de photosynthèse à partir d’un rayonnement infrarouge, une lumière non perceptible par l’homme.

Des centaines de molécules interviennent dans la photosynthèse. Elles sont organisées en unités – des photosystèmes – qui comportent chacune une « antenne » et un centre réactionnel. L’antenne contient de la chlorophylle et d’autres pigments photosensibles qui captent l’énergie lumineuse et la transmettent de proche en proche vers le centre réactionnel. Commence alors une chaîne de transferts d’électrons, de molécules en molécules, du donneur primaire (une molécule de chlorophylle du centre réactionnel) à l’accepteur final. Jusqu’à récemment, on pensait que le donneur primaire d’électron était obligatoirement la chlorophylle de type a, seul pigment connu capable de céder un électron lorsqu’il est éclairé avec un rayonnement rouge compris entre 680 et 700 nanomètres de longueur d’onde (le domaine visible allant de 400 à 700 nanomètres).

Un processus réversible

Mais Dennis Nürnberg et ses collègues ont montré que chez Chroococcidiopsis thermalis, une cyanobactérie très répandue sur Terre, la chlorophylle f, un autre pigment, peut jouer le rôle de donneur primaire lorsqu’il est soumis à un rayonnement de 750 nanomètres de longueur d’onde, dans l’infrarouge. Cette cyanobactérie est donc capable, lorsqu’elle ne reçoit plus assez de lumière visible, par exemple si elle est à l’ombre, de mettre en place une autre voie de photosynthèse dans l’infrarouge. Ce processus est réversible : si ces cyanobactéries sont à nouveau en plein soleil, elles reviennent à la photosynthèse classique.

Cette découverte est fondamentale pour la recherche de vie extraterrestre, car elle conduit à redéfinir la « limite rouge », l’énergie lumineuse minimale requise pour que la photosynthèse puisse se produire. Repousser la limite de longueur d’onde admise de 700 à 750 nanomètres, revient à abaisser la limite rouge à une énergie inférieure. Or 70 % des étoiles de la Voie lactée sont des naines rouges, émettant essentiellement un rayonnement peu énergétique dans le rouge et l’infrarouge. Cette découverte invite donc à reconsidérer de nombreuses planètes en orbite autour de naines rouges, où la photosynthèse était jugée jusqu’à présent impossible.

Ces travaux ont aussi entraîné une petite révolution dans la compréhension d’un processus que l’on pensait bien connaître : la photosynthèse classique. Dans ce processus, chaque photosystème contient des centaines de molécules de chlorophylle a disposées d’une façon bien précise. Parmi elles, discerner la ou les molécules jouant le rôle du donneur primaire est très difficile. Historiquement, les biologistes considéraient qu’il s’agissait d’une « paire de chlorophylles spéciales » au centre du photosystème. L’étude des photosystèmes de C. thermalis suggère qu’ils se sont trompés.

Ceux-ci ressemblent beaucoup aux photosystèmes classiques, à ceci près qu’ils contiennent à la fois des molécules de chlorophylle a et f. Or les chlorophylle a et f absorbant des longueurs d’ondes différentes, elles sont facilement distinguables. Les chercheurs ont donc localisé facilement le donneur primaire chez cette cyanobactérie. Surprise, il ne s’agit pas d’une paire spéciale de molécules de chlorophylle au centre du photosystème… mais d’une simple molécule de chlorophylle juste à côté ! Il est très probable que le donneur primaire occupe la même place dans les photosystèmes classiques, et il en serait donc de même pour l’ensemble des organismes photosynthétiques. « Depuis des années, on pensait que cette molécule de chlorophylle était accessoire, alors que c’est elle qui initie toute la chaîne de transfert d’électrons ! », explique Bill Rutherford, auteur principal de l’étude. « C’est amusant que l’étude d’une petite cyanobactérie très commune puisse amener à réviser l’ensemble des manuels de biologie. »


Source : Pour la science
Crédit : Dennis J. Nürnberg

Ces cyanobactéries sont capables d’adapter leur photosynthèse selon l’éclairage reçu. En jaune, les bactéries réalisant une photosynthèse en infrarouge, en magenta, celles réalisant une photosynthèse classique.

LE GUIDE Naturellement

Agenda . . .

07 - Ardèche

Du 17 mai au 11 octobre

CANOE KAYAK EN ARDECHE

Canoë Kayak 07 propose cette saison des journées découvertes permettant de découvrir cette activité gratuitement.
Les 17 et 24 mai, 7, 14, 21, 28 juin, 5 juillet, 30 aout, 6, 13, 20, 27 septembre et 4, 11 octobre.
Mini-descente du pont d’Arc, 8 km, le matin à 9h à AM à 15h, sur réservation au 04 75 37 17 79 ou par email : charmasson.yves@wanadoo.fr

Canoë Kayak 07
Quartier de Châmes
07150 Vallon Pont d’Arc
04 75 88 03 06
www.canoekayak07.com


09 - Ariège

2 mars

ATELIER
"VIENS TE RÉCHAUFFER À LA MAISON – MUSIQUE VERTE" 

Le samedi 2 mars 2019 de 14h à 17h30, Au coin du feu, venez fabriquer des sifflets en bois, et découvrir des sons réalisables avec des feuilles, branches et autres objets qui nous entourent… Le tout se terminera par un bon goûter de chez nous ! 8,50 € /adulte – 7 €/ enfant. Réservation au 05 61 66 47 98 ou info@paysdestraces.fr

Au Pays des Traces
Ferme de Miguet
09190 Saint-Lizier    
05 61 66 47 98
www.paysdestraces.fr


11 - Aude

Du 10 janvier 2019 au 14 février

COURS DE POTERIE : RAKU

Animés par la potière Cécile Dussaud. Jeudis 10, 17, 24, 31 janvier et 14 février, de 18h à 20h, à Amphoralis. La cuisson à la technique japonaise du raku sera ensuite effectuée le dimanche 24 février, de 14h à 18h.

Amphoralis
Allée des potiers
11590 Sallèles d’Aude
04 68 46 89 48
www.amphoralis.com


14 - Calvados

Jusqu’au 29 février 2020

EXPOSITION
"LES REQUINS ! 430 MILLIONS D’ANNÉES D’ÉVOLUTION"

Découvrez la grande diversité des requins, allant d’espèces de petites tailles, jusqu’aux poissons géants dont les dents sont plus grandes qu’une main humaine.
Cette exposition évoque également le grand danger auquel ils sont confrontés : l’Homme. Venez découvrir de nouvelles espèces et apprendre en vous amusant grâce à une fresque digitale.

Paléospace
Avenue Jean Moulin
14640 Villers-sur-Mer
02 31 81 77 60
www.paleospace-villers.fr


21 - Côte d'Or

Jusqu’au 31 mars 2019

EXPOSITION PLEIN-AIR
"IMPACTS ! HOMME-NATURE"

Venez découvrir les relations homme-nature au plus près du vivant !
De l’évolution du comportement animal à celui du climat et des milieux naturels, les chercheurs de Bourgogne et de Franche-Comté tentent de comprendre le rôle de l’Homme dans ces changements. Traversez ville, campagne et forêt et voyagez jusqu’aux pôles pour observer ces recherches in vivo !

Le Jardin des sciences
Parc de l’Arquebuse
21000 Dijon
03 80 48 82 00
www.dijon.fr


22 - Côtes d'Armor

22 février

CONFÉRENCE - SPECTACLE
"HISTOIRE ET ÉVOLUTION DE LA LUNE"

Pour l’ouverture de cette année du 50ème anniversaire de la mission Apollo 9, répétition générale avant le voyage vers la Lune, cette séance spéciale vous emmènera à la découverte de notre satellite.
Vendredi 22 février à 17h30. Tarif 4 €.

Planétarium de Bretagne
Parc du Radôme
22560 Pleumeur-Bodou
02 96 15 80 30
www.planetarium-bretagne.fr


25 - Doubs

Jusqu'au 22 avril 2019

EXPOSITION "FROID"

Véritable plongée dans l’univers du froid, l’exposition met en scène les multiples facettes du froid et plonge le visiteur dans des univers différents :
vie quotidienne, milieux extrêmes, biologie, physique, chimie, recherche, technologie, science-fiction... et l’invite à expérimenter.

Saline royale
Grande rue
25610 Arc-et-Senans
03 81 54 45 45
www.salineroyale.com


30 - Gard

Du 9 février au 10 mars

EXPOSITION
"VOLCANS, LA VIE DE LA TERRE"

Découvrez les grands mécanismes des profondeurs de la Terre, les menaces et richesses que représentent les volcans grâce à une vingtaine de manipulations interactives.
Exposition gratuite, tout public. Entrée libre de 10h à 18h en semaine ; 14h-18h samedi et dimanche.

Le Visiatome
CEA Marcoule
04 66 39 78 78
www.visiatome.fr


14 février

CONFÉRENCE-SPECTACLE
"MATHÉMATIQUES, MAGIE ET MYSTÈRE

Durant cette conférence, des exemples de création de tours magiques à partir des maths seront présentés, et réciproquement  des tours de magie seront décortiqués pour y découvrir des maths.
Jeudi 14 février à 18h. Gratuit, sur réservation sur www.visiatome.fr(conseillée à partir de 11 ans).

Le Visiatome
CEA Marcoule
04 66 39 78 78
www.visiatome.fr


44 - Loire Atlantique

Du 8 au 19 mai 2019

EXPOSITION
"LES FLORALIES INTERNATIONALES DE NANTES"

Lors de cette prestigieuse manifestation florale, les visiteurs seront invités à découvrir dans le cadre exceptionnel du Parc de la Beaujoire des scènes ornementales élaborées par des professionnels et des amateurs passionnés.
Une représentation florale de haut niveau qui contribuera à les étonner, les dépayser, les faire rêver...

Floralies Internationales
Parc des Expositions de la Beaujoire
Route de Saint-Joseph de Porterie
44300 Nantes
http://comite-des-floralies.com/fre/


50 - Manche

Du 9 février au 2 juin

EXPOSITION
"FABULEUX OUTILS DE JARDIN"

Guillaume Pellerin a rassemblé pendant plus de 40 ans dans son jardin botanique de Vauville une très grande collection d’outils de jardin anciens. Cette exposition vous dévoile tous les secrets d’une culture aussi ancienne que l’humanité, à travers les outils classés selon leur fonction, de la préparation du sol à la plantation, l’arrosage ou encore la récolte. Gratuit.

Le Manoir du Tourp
Omonville-la-Rogue
50440 La Hague  
02 33 01 85 89
www.letourp.com


61 - Orne

Du 9 février au 10 mars

Manifestation
"Tout Feu Tout Flamme"

Artistes et artisans, producteurs et restaurateurs, professionnels du tourisme se réunissent à nouveau pour proposer un évènement convivial autour du thème du feu.

Ecomusée du Perche
Prieuré de Sainte-Gauburge
61130 Saint-Cyr-la-Rosiere
02 33 73 48 06
www.ecomuseeduperche.fr


Du 10 février au 21 mars

EXPOSITIONS
"COLÉOPTÈRES…"

Œuvres céramiques de François Gueneau.

Ecomusée du Perche
Prieuré de Sainte-Gauburge
61130 Saint-Cyr-la-Rosiere
02 33 73 48 06
www.ecomuseeduperche.fr

Lieux:

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