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Sans les plantes vertes, le monde vivant disparait d'inanition Et d'asphyxie

Auteur : G-E. FRISQUE; MSc.Ing.AIHy, MSc. AgESS; Liège, 2013.
Editeur resp. : P.DOHMEN; MSc.Ing.AIHy; AIHy ASBL; sise Haute Ecole Charlemagne, campus ISIa de Huy-Belgique.

Faute de but, la vie est conduite à développer son action sur un thème essentiel : la conquête d’une énergie compatible avec la structure fragile de ses constituants cellulaires.

Les substances fondamentales de la vie ont été synthétisées avec l’énergie provenant du cycle chimique de l’eau, lui-même dominé par une partie des rayons du soleil, filtré entre autres par l’atmosphère terrestre,la lumière visible...

Certaines substances du bouillon primitif ont joué le rôle de photopiles naturelles qui ne produiront pas d’électricité, mais qui assureront le déplacement de charges propres à transformer certains composés dans lesquels des molécules d’eau auront été introduites, puis très lentement dissociées et l’hydrogène atomique isolé et intégré au sein du glucose par la prodigieuse activité du monde végétal, c.à.d. par la chlorophylle, se comportant comme une photopile au magnésium, incluse dans ces granulations vertes de la feuille, les chloroplastes.

Les plantes vertes, grâce à leur chlorophylle et à la lumière, sont capable de réaliser la synthèse des glucides, à partir de deux substances minérales très simples : CO2 et H2O

               6 CO2 + 6 H2O + 674 kcal               → C6H12O 6   +    6 O2    

                    énergie lumineuse                                    énergie chimique       l’oxygène respirable

Pour vous ici : voiçi l'équation sommaire en fait très éloignée de la complexité de la photosynthèse chlorophyllienne (un bon 'tuyau' aux examens lors des études des sciences du vivant (agronomie, biologie, phytopharmacie, médecine).

La chlorophylle est l’une des plus importantes substances de notre planète Terre.

Chaque molécule de CO2, captée, lors de la photosynthèse, absorbe 113 kcal d’énergie lumineuse, qui se retrouve ensuite,  sous forme d’ énergie chimique stockée dans la molécule de glucose,le premier glucide…
C’est à partir des glucides que sont élaborés les lipides et les protides chez les êtres vivants.

Le prix Nobel Hongrois1937, A. Szent Györgyi Von Nagyrapolt nous a appris en 1928, que l’action des végétaux consiste en une dissociation subtilement fractionnée de la molécule d’eau.
Le CO2 sert seulement à fabriquer le support qui recevra cet hydrogène preque sans charge éléctrique. Par ex, dans l’eau, H est +1 et donc inactif…

L’étude de la photosynthèse- Φως ,Φωιός, (phôs,phôtos),lumière ;σϋυθεσίς (synthésis),action de mettre ensemble- a d’abord fait appel à des végétaux terrestres riches en chlorophylle- χλωρός (chloros) ,vert jaune ; Φϋλλον (phyllon) ,feuille- dont l’épinard, à l’allure quelque peu truculente, avant de s’adresser d’abord à des algues monocellulaires plus faciles à maîtriser, appartenant aux genres Chlorella et Scenedesmus- σκηυή (skéné) ,tente ; δεσμός (desmos), liaison.

art52chloroplasteLa structure fine du chloroplasteπλαστός (plastos),objet figuré- a montré dans les granums (grains) l’empilement de thylacoïdes- θύλακος (thylacos) : poche contenant des œufs du thon …Le chloroplaste renferme aussi de nombreux atomes de fer et de cuivre et d’autres pigments, comme les xanthophyllesles carotènes.
La phycoérytrine est un pigment protéique des algues rouges (Rhodophycées) et de certaines algues bleues telles ces Cyanophycées, procaryotes photosynthétiques.
Clic sur l"image ci-contre pour le "cours de pharmacie.com", référence de cette image.

En 1942, R.Emerson et C.M.Lewis ont découvert que l’énergie lumineuse absorbée par la phycocyanine participait à la photosynthèse par les algues bleu-vertes Chrococcus sp.

E.West et al. ont nommé « quantasome » l’unité active de 150 chlorophylles.

La molécule de la chlorophylle comporte un anneau de quatre cycles pyrroliques dont l’un est prolongé par une chaîne phytyle repliée – Φυτόυ (phyton), végétal. Cet ensemble complexe entoure en son centre, un ion magnésium +2.

En 1762, Antoine Nicolas Condorcet individualisera ce métal dans les gisements minéraux de la ville turque de Magnésie, l’actuelle Inekbazar.

Plusieurs molécules se groupent en polymères dits holochromes –όλος (holos) : qui forme untout.

art52 chlorophylleLes chlorophylles a et b sont associées à des protéines dont elles constituent les groupes prosthétiques – προσθτικός ( prosthétikos ) ,qui apporte une aide.
Parmi les pigments associés à la chlorophylle a, pigment actif par excellence, figure le phéophytine initialement isolée des algues brunes - Φαιός (phaios), brun.
L’ensemble forme un groupe réactionnel d’un photosystème - σύστημα (systéma), ensemble.
Ci-contre, formule écrite par le Pr Paul MAY; B.Sc, PhD; Université de Bristol, UK.

En outre,les carotènes,de couleur jaune et les xanthophylles, rouge-orangé- ξαυθός (xanthos )- absorbent la lumière dans les bandes bleues et vertes et transmettent l’énergie à la chlorophylle, mais avec un rendement médiocre.

Chez les végétaux supérieurs, l’organisation comporte en plus des thylacoïdes dicoïdaux empilés comme de la monnaie et plus ou moins irrégulièrement enserrés entre les thylacoïdes du stroma.
Ce sont les granums, ou se déroule la phase lumineuse, dite claire, les photons apportent l’énergie utile.
Ces granas renferment les enzymes assurant le transfert d’électrons et la photophosphorylation  c.a.d . la production d’ATP, l’adénosine triphosphate et le NADPH.

art52Thylakoid membrane

Source de l'image ci-devant : wikipedia®; mot-clef 'photosynthèse'.
Finalement le transfert d’électrons venant de l’eau se fera jusqu’au NADP, Nicotinamide adénine dinucléotide –nucleus,noyau et αδηνν (adèn), ganglion. Cette remontée des électrons s’opère selon l’ échelle des potentiels d’oxydo-réduction, potentia,potens,puissant.

Deux photo-systèmes différents fonctionnent avec l’aide de transporteurs d’électrons : les plastoquinones, plastocyanine, ferrédoxine –ferrum, Fer.

Après la phase claire dominée par des processus physico-chimiques complexes, dans les chloroplastes illuminés,commence la phase sombre marquée par des synthèses chimiques, entre autres, celle du glucose, terme utilisé dès 1853, γλυκύς, saveur sucrée, l’une des quatres saveurs fondamentales.

Par réduction du CO2 exogène et action de l’ATP et du NADPH,le glucose est synthétisé dans le stroma et éventuellement stocké sous forme d’amidon (x molécules de glucose qui forme un complexe insoluble dans l’eau) ou bien, le glucose concoure à la synthése protéique.

L’histoire du sucre saccharose est longue (et pourrait faire l’objet d’un autre article dans la rubrique de l’Histoire des Sciences (du vivant) du site Internet aihy.org).

Ainsi, le roseau sucré, la canne à sucre, originaire d’Indonésie a migré par l’Inde, après des améliorations génétiques dues à une sélection massale drastique, puis est cultivé en Perse.
Les Arabes le plante en Sicile, et de là à Madère, grâce aux Portugais qui firent de cette île proche de l’Europe le producteur idéal d’une denrée de très haute valeur marchande.
Ils l’implantèrent en Angola, puis au royaume du Congo ou l’immense plantation de Moerbeke-Kwilu fournit le sucre à la république actuelle.
L’implantation de la canne à sucre au Brésil et aux Antilles date du XVIe siècle.

Au XVIIIe siècle, LINNE fut invité à créer le binôme Saccharum officinale, du latin saccharum,imité du grec σάκχαρου, (saccharon),emprunté au prakrit sakkara et au pâli sâkkara,par dérivation du sanscrit çarkarâ .

srlflc f300x327Société Royale Linnéenne & de Flore de BruxellesNDLR. : Le réseau des agronomes et des paysagistes AIHy® est actuellement le gardien scientifique de la plus ancienne confrérie horticole de Belgique, la Société Royale Linnéenne et de Flore (de Bruxelles), fondée en 1660.

Logo de la SRL&Fl® en 2013 ci-contre (dû à son président, Lambert FLAS, au XXè siècle). Clic sur logo pour accès au site de la Linéenne.

Le qualificatif officinale peut surprendre. Au XVIIIe, il n’était vendu que par les apothicaires,comme roboratif pour des sujets débilités, et sous forme de sirops très concentrés, donc inattaquables par les microbes.

On ignorait que la molécule de glucose est formée de 6 carbones et celle de saccharose de 12 carbones, c.à.d. de 1 fructose et 1 glucose.

Notons le terme saccharure ,rappelantcette saccharine,édulcorant de synthèse, le sulfimide benzoïque découvert en 1897 par Fahlberg,   nommée dihydro-2,3 oxo-3 benzisosulfonazole.

Pour approfondir la biochimie complexe de la photosynthése et de la fontion chlorophyllienne, consulter l’ouvrage du Pr.Claude Théret qui en dresse une synthèse remarquable [NDLR.: Académie des Sciences ; Paris] .

 La Chlorophylle. Références. La feuille

L'auteur, Ing. A FRISQUE a consulté pour écrire cet article :

Berkaloff A et al.Physiologie cellulaire III.Chloroplastes…Hermann ;1981
Boman X,Guillaune T,Krzesinski J-M.Comment j’explore des troubles de lamagnésémie ? RMLg.Vol 53.2003
Bourlon J. Cours de Physiologie Végétale à l’usage des ingénieurs.1957
De Duve C.et al.Ann.Rev.Biochem.1957
De Duve C.Une visite guidée de la cellule vivante.De Boeck.1987
Delaveau P.La mémoire des mots en médecine,pharmacie et sciences.Louis Pariente.1995
Ducrocq A.Le roman de la vie. La chlorophylle.Julliard. 1969.
Florkin,M.et al.Comprehensive Biochemistry. Elsevier 1962
Emerson, R.Lewwis ,C.M. J.Gen.Physiology.1942
Hamburger J.et al.Dictionnaire de médecine.Flammarion 1982
Lehninger A .et al.Biochimie.Flammarion.1975
Morrison R.T et al.Organic Chemistry.New York University.1970
Ricard M. et al.Atlas de biologie.Stock 1977
Théret C .et al.Cytobiologie.Tome 2.Ellipses 1988.
Wakeford T.Aux origines de la vie. De Boeck 2004