Définition
Photosynthèse
La photosynthèse est le processus par lequel les plantes, les algues et certaines bactéries transforment l'énergie lumineuse en énergie chimique, en utilisant le dioxyde de carbone et l'eau pour produire du glucose et de l'oxygène.
Pigments chlorophylliens
Les pigments chlorophylliens, principalement la chlorophylle, sont les molécules dans les chloroplastes des cellules végétales qui absorbent la lumière nécessaire à la photosynthèse.
Productivité primaire brute (PPB)
La productivité primaire brute est la quantité totale de biomasse végétale produite par photosynthèse par unité de temps et de surface.
Productivité primaire nette (PPN)
La productivité primaire nette est la quantité de matière organique restante après que les plantes aient utilisé une partie de leur production pour la respiration. Elle représente environ 20% de la productivité primaire brute.
La Photosynthèse à l'Échelle d'un Végétal
Le rayonnement solaire reçu par une feuille peut être diffusé, transmis ou absorbé à d'autres fins que la photosynthèse, telles que l'échauffement infrarouge et l'évapotranspiration. Une partie du rayonnement solaire absorbé est captée par les pigments chlorophylliens, qui absorbent principalement les radiations rouges et bleues. Les radiations vertes sont principalement diffusées ou transmises. Le spectre d'action photosynthétique, qui mesure l'oxygène dégagé ou le dioxyde de carbone absorbé en fonction de la longueur d'onde, correspond étroitement au spectre d'absorption des chlorophylles. Cela indique que l'énergie lumineuse absorbée est utilisée dans la photosynthèse.
Seule une très faible partie du rayonnement solaire, environ 1%, est utilisée par les feuilles pour produire de l'énergie chimique, qui est stockée sous forme de molécules organiques comme le glucose, à partir de matières minérales comme l'eau, le dioxyde de carbone et les sels minéraux. L'équation de la photosynthèse est la suivante : 6 CO2 + 6 H2O + sels minéraux –> C6H12O6 + 6 O2. Ce processus est donc une conversion de l'énergie lumineuse en énergie chimique.
La Photosynthèse à l'Échelle de la Planète
À l'échelle planétaire, seulement environ 0,1% de la puissance solaire totale disponible est utilisée pour la photosynthèse par les organismes chlorophylliens. La productivité primaire brute représente la production totale de biomasse végétale élaborée par photosynthèse, mais comme les végétaux utilisent environ 80% de cette production pour leur propre respiration, la productivité primaire nette ne correspond qu'à 20% de la PPB. La PPN des continents est environ deux fois plus élevée que celle des océans, influencée par des facteurs tels que l'insolation, la pluviométrie, la disponibilité des sels minéraux, et les courants océaniques.
Utilisation de la Matière Organique par les Êtres Vivants
La matière organique issue de la photosynthèse est indispensable pour les êtres vivants. La productivité primaire brute produit la matière organique totale, dont une grande partie est utilisée pour les besoins énergétiques des organismes autotrophes eux-mêmes, à travers des processus comme la respiration et la fermentation. La matière organique restante, la productivité primaire nette, est celle qui est disponible pour les autres niveaux trophiques dans les écosystèmes.
A retenir :
La photosynthèse est un processus essentiel pour la vie sur Terre, convertissant une infime portion d'énergie solaire en énergie chimique stockée dans des biomolécules. Elle se déroule principalement dans les feuilles des plantes, où les pigments chlorophylliens absorbent la lumière pour produire de l'oxygène et des glucides comme le glucose. À l'échelle globale, ce processus représente une faible fraction de l'énergie solaire totale, mais il est fondamental pour soutenir la productivité primaire des écosystèmes, offrant une base énergétique aux chaînes alimentaires. La matière organique produite est consommée par la plante elle-même pour ses besoins et est aussi cruciale pour la survie d'autres organismes vivants.
