Les scientifiques observent avec succès comment les photons déclenchent la photosynthèse chez les bactéries

Nouvelles nouvelles, Jakarta – La lumière est la base de presque toute vie sur Terre. L’utilisation de l’énergie du soleil, des plantes, des algues et de certaines bactéries crée des molécules de sucre complexes qui forment la base de la plupart des chaînes alimentaires de la nature.

Cependant, certaines parties des réactions chimiques qui soutiennent ce monde sont encore un mystère jusqu’à présent. Et pour la première fois, des chercheurs ont observé le début de la photosynthèse, à partir d’un seul photon.

« De nombreux travaux, à la fois théoriques et expérimentaux, ont été menés à travers le monde pour tenter de comprendre ce qui se passe après l’absorption d’un photon. Cependant, nous avons réalisé que personne ne parlait de cette première étape”, a déclaré Graham Fleming, un chimiste de l’Université de Californie à Berkeley, cité par Sciences en direct dans la revue Nature.

Lorsque la lumière frappe le chloroplaste d’une plante – l’usine à sucre dans le monde des organites – elle absorbe l’énergie des photons entrants et l’utilise pour convertir le dioxyde de carbone et l’eau en glucose et en oxygène, grâce à un pigment appelé chlorophylle.

Les scientifiques connaissent ce processus depuis au moins la fin du 18e siècle, mais il faut beaucoup plus de temps pour découvrir les détails les plus fins.

Une paire de scientifiques français a isolé la chlorophylle pour la première fois au début du 19e siècle, et à la fin du siècle, le botaniste Theodor Wilhelm Engelmann avait dévoilé son rôle dans l’absorption de la lumière solaire, selon un article publié en 2019 dans la revue Annals of Botany.

Les chercheurs ont fait de nouveaux progrès dans la définition de la biochimie de la photosynthèse tout au long du XXe siècle, découvrant, par exemple, que les électrons excités aident au transfert d’énergie à travers les chloroplastes.

Ils ont également réalisé que les chloroplastes doivent être très sensibles à la lumière, car fondamentalement, les plantes peuvent effectuer la photosynthèse dans des conditions ombragées et les photons de la lumière du soleil sont relativement dispersés. Les scientifiques émettent l’hypothèse que seuls quelques photons sont nécessaires pour démarrer ce processus. Cependant, personne n’a réussi à observer la première étape cruciale.

Dans cette nouvelle étude, les chercheurs ont examiné les bactéries photosynthétiques violettes, qui partagent un ancêtre ancien avec les plantes et les algues modernes. Ils ont mis en place une source de photons qui n’émet que deux photons à la fois.

Dans chaque expérience, le premier photon tiré est absorbé par le détecteur très sensible, tandis que les autres photons frappent l’équivalent bactérien d’un chloroplaste. Apparemment, lorsque le deuxième photon atteint sa cible, la photosynthèse commence.

Les chercheurs ont réalisé cette expérience plus de 1,5 million de fois pour confirmer qu’un deuxième photon, et non une force externe, était à l’origine de la réaction chimique. Cela confirme qu’un seul photon suffit pour déclencher la photosynthèse.

« Cette expérience a montré que vous pouvez faire des choses avec des photons individuels. C’est donc un point très important”, a déclaré Birgitta Whaley, chimiste physicienne de l’UC Berkeley et l’un des auteurs de l’étude, dans un communiqué.