La photosynthèse : de l'énergie solaire à la matière organique

Imagine une usine capable de fabriquer sa propre matière uniquement à partir de lumière et de gaz. C'est le principe de la photosynthèse. Contrairement aux animaux, les plantes sont autotrophes : elles produisent leur propre matière organique à partir de matière minérale.

La première étape est la capture de l'énergie lumineuse. Dans les membranes du chloroplaste, les pigments chlorophylliens (qui donnent la couleur verte) absorbent les photons. Ils agissent comme des capteurs solaires pour enclencher la conversion énergétique.

L'énergie lumineuse captée n'est pas stockée telle quelle : elle est immédiatement convertie en énergie chimique via deux réactions couplées. On assiste à une oxydation de l'eau et une réduction du carbone.

D'abord, la photolyse de l'eau : grâce à la lumière, la molécule d'eau ($H_{2}O$) est oxydée (cassée). Cela libère des électrons et des protons indispensables pour la suite, ainsi qu'un déchet gazeux : le dioxygène ($O_2$).

Ensuite, la réduction du $C{O}_2$ : les électrons et l'énergie chimique produits précédemment sont utilisés pour transformer le $C{O}_2$ atmosphérique en molécules organiques (sucres). Le carbone passe ainsi d'un état minéral oxydé à un état organique réduit.

Les premiers sucres formés lors de la photosynthèse sont transformés par des enzymes. Cette biosynthèse permet de produire une grande diversité de molécules remplissant différentes fonctions vitales.

Enfin, certains produits gèrent les interactions avec l'environnement. Les tanins rendent les feuilles indigestes pour repousser les prédateurs, tandis que les anthocyanes colorent les fleurs pour attirer les pollinisateurs.