Grande Encyclopédie Larousse 1971-1976Éd. 1971-1976
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photosynthèse (suite)

Si des plantes vertes aquatiques exposées à la lumière (c’est souvent l’Élodée qui est utilisée pour ces montages) sont plongées dans de l’eau ordinaire, elles libèrent de nombreuses petites bulles de gaz ; par analyse, on reconnaît de l’oxygène. Ce dégagement est étroitement lié à la présence de lumière, la suppression de l’éclairement arrêtant libération d’oxygène et synthèse. Corrélativement, la plante absorbe du gaz carbonique ; en effet, si l’eau est bouillie, c’est-à-dire dépourvue de gaz dissous, il n’y a plus synthèse et dégagement d’oxygène ; par contre, ces deux phénomènes augmentent de manière importante lorsqu’on surcharge l’eau en gaz carbonique.

Des analyses de l’air entourant un végétal aérien vert mis sous une cloche dans des conditions d’éclairement ou d’obscurité donnent des résultats qui confirment les expériences précédentes.

En somme, au cours de la photosynthèse, en présence de lumière et de chlorophylle, le gaz carbonique absorbé sous une forme minérale est utilisé pour l’élaboration de matières organiques, et l’oxygène en excès se dégage. Toutes les molécules organiques de la cellule sont élaborées à partir des premiers produits de cette synthèse, et cette réaction apparaît comme primordiale pour les êtres vivants animaux ou végétaux.


Localisation du phénomène dans la plante

C’est au niveau des organes verts des végétaux que se produit le phénomène. Chez de nombreuses Algues, la photosynthèse s’effectue de manière identique dans toutes les cellules, qui, semblables entre elles, contiennent toutes de la chlorophylle ; seuls les thalles très épais possèdent en leur centre des cellules peu actives par manque de lumière. Par contre, chez les végétaux supérieurs, c’est dans des organes bien spécialisés que se fait l’assimilation : feuilles (limbe, pétiole, gaine, stipules, qui, parfois même, acquièrent un tel développement qu’elles suppléent à la déficience du limbe), tiges jeunes tant qu’elles ne possèdent pas de liège, certaines pièces florales (sépales), plus souvent des bractées et des fruits verts en cours de maturation. Il peut y avoir une certaine assimilation dans des tiges plus âgées, lorsque la couche de suber est faible ; il en est de même sous le voile des racines aériennes (Orchidées).

Cependant, c’est surtout au niveau des feuilles que la photosynthèse est active et que la plante se procure la majeure partie de son ravitaillement. Dans la plupart des feuilles, surtout celles qui sont horizontales, on trouve un tissu palissadique, localisé sous l’épiderme supérieur. Ce tissu, très riche en chloroplastes, est doublé à sa partie inférieure d’un tissu lacuneux qui ne contient que 20 p. 100 des chloroplastes de l’ensemble. Chez les Angiospermes, les épidermes ne possèdent généralement pas de pigment vert. On connaît aussi nombre de feuilles à port vertical (Eucalyptus) dont les deux faces jouent le même rôle et enserrent un tissu homogène qui contient des chloroplastes également répartis.

Chez certains végétaux, les feuilles sont très réduites ou en écailles, et la fonction assimilatrice est entièrement localisée dans les tiges (cladodes) chez les Opuntia ou chez les Ruscus, les Equisetum, les Ephedra. Ce sont les pétioles des Acacias aplatis, ou phyllodes, qui compensent le manque de limbe. Chez quelques Orchidées et Podostémonacées, les racines aériennes jouent un rôle important dans la photosynthèse.


Le pigment vert

V. chlorophylle.


Intensité de la photosynthèse

Elle peut s’exprimer d’après l’évaluation de poids sec de matière élaborée. Cette mesure se réalise en prélevant deux rondelles de feuilles de même taille : l’une a été précédemment soumise à l’action de la lumière, l’autre non. La différence de poids sec donne la quantité de substances accumulée dans la feuille au cours de l’expérience. Malheureusement, outre la difficulté d’obtenir deux rondelles de tissu parfaitement identiques, cette mesure ne peut rendre compte des déplacements de substances opérés par la sève au cours de la période d’expérimentation : en particulier, les substances mises en réserve dans d’autres organes échappent à la mesure. Aussi est-ce le plus souvent l’évaluation des échanges gazeux qui est employée : la réaction globale de synthèse
6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2
montre que les volumes du gaz carbonique absorbé et de l’oxygène dégagé sont équivalents. Pour la mesure, on peut placer la plante à étudier dans une enceinte fermée et prélever, pour dosage, une petite quantité de gaz au début et en fin d’expérience (le gaz carbonique étant, par exemple, absorbé par la potasse et l’oxygène par l’acide pyrogallique ou le phosphore) : la variation de composition de l’atmosphère renseigne sur l’absorption ou les rejets de la plante. Parfois, on préfère utiliser une mesure manométrique : le gaz carbonique est maintenu à un taux constant par une solution tampon ; l’augmentation éventuelle de pression correspond alors au dégagement d’oxygène.

Les végétaux aquatiques absorbent le gaz carbonique dissous dans l’eau, mais l’oxygène qui se dégage s’échappe par petites bulles, que l’on peut compter pour se faire une idée de l’importance de la photosynthèse. Le gaz carbonique interceptant les rayons infrarouges, on peut ainsi le doser, immédiatement et sur place, au spectrophotomètre. Les isotopes14C et18O permettent de suivre les atomes à l’intérieur de la plante pendant leurs pérégrinations dans le végétal au cours des réactions et dans les substances rejetées ; ils sont d’une très grande utilité, car ils servent à connaître l’intensité du phénomène, et apportent des renseignements précieux sur ses mécanismes internes.

Il faut noter que les échanges gazeux relatifs à la photosynthèse sont en sens contraire de ceux de la respiration, et que, pour cette dernière, le rejet de gaz carbonique et l’absorption d’oxygène se font de nuit et de jour. Aussi les mesures effectuées à la lumière doivent-elles tenir compte du fait que c’est la résultante de l’assimilation et de la respiration qui a été enregistrée. Pour connaître l’intensité réelle du phénomène, on doit ajouter aux valeurs obtenues la quantité d’oxygène ou de gaz carbonique qui sont intervenues lors de la respiration. Ces valeurs sont déterminées en effectuant les mêmes mesures, la plante étant placée à l’obscurité.