La photosynthèse, moteur de la vie
Définition de la photosynthèse
La photosynthèse est le processus par lequel les végétaux (plantes, algues) et certaines bactéries, sous l'effet de l'énergie lumineuse du soleil, captée grâce à la chlorophylle, transforment l’eau, les substances minérales et le gaz carbonique (CO2) en molécules biologiques. La plante, ou l’algue, produit ainsi des substances nutritives (sucres, graisses, protéines) indispensables à sa croissance. Cette opération permet de casser la molécule d’eau (H2O) et d’en extraire l’oxygène (O2) qui est ensuite libérée dans l’air ou dans l’eau.
Un peu de chimie…
L’énergie solaire est captée par la chlorophylle, puis stockée dans les liaisons chimiques où elle permet aux végétaux de transformer des composés pauvres en énergie (CO2, H2O) en composés riches en énergie (CH2O, O2). Ainsi, l’équation chimique de la photosynthèse combine du gaz carbonique et de l’eau pour produire du sucre et de l’oxygène : CO2 + H2O = CH2O + O2.
Chlorophylle, carotène, capteurs d’énergie
Dans les chloroplastes de la cellule végétale, une molécule capte l’énergie lumineuse des photons et la transforme en énergie chimique : c’est la chlorophylle, un pigment vert. Seuls les végétaux peuvent fabriquer de la matière vivante en utilisant l’énergie lumineuse : ce sont les plantes, les algues, le phytoplancton. Dans la mer, la chlorophylle n’étant capable d’absorber qu’un éventail limité de radiations, d’autres pigments assurent le relais, comme le carotène. Ainsi, les pigments bruns des caroténoïdes captent l’énergie qu’ils transfèrent à la chlorophylle dont ils masquent la couleur verte, ce qui explique les couleurs jaunes et brunes de certains végétaux marins.
Le soleil, source d’énergie
Pour naître, croître et survivre, toutes les cellules vivantes ont besoin de l’énergie du soleil. Celle-ci arrive sur terre sous forme de grains de lumière : les photons qui permettent la photosynthèse. Ainsi, dans des eaux riches et éclairées, le plancton végétal prolifère.
La lumière pénètre plus ou moins dans l’eau de mer selon les profondeurs :
- les 10 premiers centimètres absorbent les rayons ultraviolets,
- à 5 mètres, les radiations rouges sont absorbées,
- à 100 mètres, les jaunes et les vertes,
- à 125 mètres, les bleues,
- à plus de 200 mètres, c’est l’obscurité totale.
La totalité de la production végétale, ou production primaire, a lieu dans les eaux de surface où les végétaux, comme le phytoplancton, reçoivent suffisamment de lumière pour réaliser la photosynthèse. C’est ce qu’on nomme la couche euphotique dont la profondeur varie de plusieurs mètres dans les estuaires jusqu’à environ 200 mètres en haute mer.