La photosynthèse est probablement la réaction chimique la plus importante pour la vie sur Terre. C’est le procédé utilisé par les usines pour transformer la lumière du soleil en énergie utilisable. Grâce à elle, les plantes peuvent produire des glucides qu’elles peuvent utiliser (et nous pouvons manger lorsque nous récoltons des plantes), générant de l’oxygène comme sous-produit. La photosynthèse est la raison pour laquelle l’atmosphère terrestre contient environ 20 % d’oxygène. Pas de photosynthèse, pas de vie sur Terre telle que nous la connaissons.
C’est aussi la raison pour laquelle tant de plantes sont vertes. La plupart des plantes utilisent la chlorophylle dans le cadre du processus de photosynthèse, qui réfléchit la lumière verte tout en absorbant la lumière rouge et bleue par la photosynthèse. Si vous y réfléchissez, c’est un peu étrange, car le Soleil émet sa lumière la plus intense dans la gamme verte du spectre. Il existe en fait un produit chimique de photosynthèse connu sous le nom de rétinal qui absorbe le vert et réfléchit le rouge et le bleu. Si les plantes utilisaient du rétinal au lieu de la chlorophylle, alors la plupart des plantes seraient violettes. Certaines bactéries utilisent la rétine, mais il s’avère que pour la lumière du soleil, la chlorophylle est plus efficace, donc dans l’ensemble, elle en donne plus pour votre argent. Il est possible que le début de la vie ait utilisé le rétinal, qui est une molécule plus simple, avant de comprendre comment utiliser la chlorophylle.
Bien sûr, la photosynthèse a évolué pour tirer parti d’une étoile jaune vif qui émet la majeure partie de sa lumière dans le spectre visible. Mais les étoiles semblables au Soleil représentent moins de 8 % des étoiles de la séquence principale de notre galaxie. Les naines rouges, quant à elles, représentent 75 % des étoiles de la séquence principale. Statistiquement, la grande majorité des planètes potentiellement habitables orbitent autour d’une naine rouge. Et les naines rouges sont beaucoup plus petites et plus froides que notre Soleil. La plupart de la lumière qu’ils émettent est dans l’infrarouge. La lumière infrarouge est agréable et chaleureuse, mais a-t-elle le coup de pouce dont vous avez besoin pour alimenter la photosynthèse ? Dans une étude récente, une équipe de recherche a tenté de le savoir.
Pour ce faire, ils ont créé un simulateur starlight. Il s’agit d’un ensemble de LED configurées pour imiter le spectre d’une naine rouge. L’appareil peut imiter les spectres de divers types d’étoiles, mais comme les naines rouges sont si courantes, ils ont d’abord étudié cela. Ils ont ensuite créé une atmosphère qui pourrait être typique d’un monde habitable primitif, y ont ajouté des bactéries et l’ont illuminé avec une lumière d’étoile simulée.
Ils ont commencé avec les cyanobactéries, qui ont été parmi les premiers types d’organismes sur Terre à utiliser la photosynthèse pour produire de l’oxygène. Ils sont particulièrement doués pour survivre dans des environnements difficiles. Les cyanobactéries ont prospéré et se sont développées sous la lueur infrarouge d’une naine rouge, de sorte que l’équipe a répété l’expérience avec des algues rouges et vertes. Tous deux ont également prospéré. Ainsi, même si les naines rouges n’émettent pas le type de lumière qui a conduit à l’évolution de la photosynthèse, les organismes terrestres pourraient vivre sous un soleil nain rouge. C’est une excellente nouvelle pour tous ceux qui souhaitent trouver une vie extraterrestre.
Bien sûr, il existe d’autres défis avec les naines rouges qui pourraient exclure la vie sur leurs mondes. Les étoiles sont connues pour émettre de puissantes éruptions qui pourraient décaper les atmosphères de mondes proches, et elles pourraient ne pas avoir les ressources élémentaires nécessaires aux organismes complexes. Mais c’est une excellente étude qui a éclairé un peu notre compréhension de la vie sur d’autres planètes.
Référence: La Rocca, N., et al. “Réponses d’organismes photosynthétiques eucaryotes à la lumière simulée d’une étoile naine M.” Congrès scientifique Europlanète EPSC2022 (2022): 495.
