Un des mystères de la photosynthèse résolu !
Les plantes, les algues et les bactéries exploitent l’énergie solaire depuis des centaines de millions d’années, et ce avec une efficacité remarquable. Les chercheurs du monde entier se sont donc inspirés tout naturellement du processus de photosynthèse afin de l’adapter aux technologies humaines, voire de les améliorer, comme pour les panneaux solaires. La base de ce processus s’articule autour du transfert d’électrons qui s’effectue durant les événements initiaux et ultrarapides, au travers desquels les protéines photosynthétiques capturent la lumière et initient ainsi une réaction de transferts d’électrons. Philip Laibre, un biophysicien du Laboratoire National d’Argonne en Amérique, a expliqué le mouvement des électrons à l’intérieur d’une cellule, un mécanisme crucial pour comprendre comment la plante alimente ses activités en énergie. Les pigments localisés dans les protéines photosynthétiques vont tout d’abord absorber le photon de lumière. Chacun de ces photons va ensuite propulser un électron à travers la membrane de la cellule, jusqu’à un comportement spécialisé. Deux mécanismes essentiels vont par la suite alimenter la croissance cellulaire en générant l’énergie suffisante: d’une part la séparation de la charge à travers une membrane et d’autre part la stabilisation de cette même charge. Cependant, et ce 35 ans en arrière, les chercheurs avaient découvert qu’après l’absorption de la lumière, le transfert d’électron était confronté à un dilemme. Il a le choix entre deux voies de déplacement. Or, dans la nature, les organismes photosynthétiques n’en utilise qu’une seule, ce qui restait un mystère pour le monde scientifique. Récemment, les chercheurs du DOE et du Laboratoire National d’Argonne ont réussi à interférer dans les étapes de ce transfert d’électrons et changer leur trajectoire, en activant la voie inactive et en désactivant l’active. Cette nouvelle découverte dans l’exploitation du flux d’énergie permettra sûrement à l’avenir d’améliorer considérablement les appareils solaires et de les rendre plus petits, et pourquoi pas aussi d’ouvrir de nouvelles disciplines scientifiques liées aux réactions chimiques guidées par la lumière qui n’ont pas été encore envisagées par la nature elle-même.
Photo: Elena Volkova
La science du câlin chez les Manchots empereurs en Antarctique
« Oui, il existe une science du mécanisme du câlin entre pingouins ou entre manchots. Les photos de ces oiseaux, blottis les uns contre les autres, nous réchauffent le cœur et nous paraissent absolument « adorables ! ». Mais y a-t-il réellement des avantages apportés par ce geste ? Sans doute… étant donné que dans la nature, chaque comportement a son utilité. La chaleur est une énergie thermique qui se déplace constamment autour de nous en allant naturellement d’un objet plus chaud à un objet plus froid. Par exemple, si on filme avec une caméra thermique une tasse que l’on remplit de café chaud, la partie centrale de la tasse sera d’abord jaune (plus chaude), mais rapidement cette chaleur va se dissiper au contact de l’air froid. Par contre, si l’on pose une dizaine de tasses vides les unes collées aux autres, puis qu’on les remplit à leur tour de café chaud, on se rend compte que chaque tasse perd sa chaleur bien moins rapidement que dans l’expérience précédente, et particulièrement les tasses les plus centrales du groupe. Ce phénomène est expliqué par le fait que la tasse centrale est protégée par les tasses autour, mais aussi que chaque tasse gagne de la chaleur par le contact avec sa voisine. En Antarctique, dans l’hémisphère sud, on peut observer ce même phénomène chez les Manchots Empereurs (Aptenodytes forsteri), qui utilisent ce processus complexe depuis la nuit des temps. Cette strateégie leur permet, entre autres, de survivre à des températures extrêmes qui peuvent aller jusqu’à moins 40°C. Les mâles peuvent ainsi former des groupes de « blotisseurs » rassemblant jusqu’à 4000 individus ! Ces groupes sont aussi en mouvement constant, les individus les plus à l’extérieur poussant pour se rapprocher de plus en plus du centre et les individus les plus centraux s’éloignant du centre pour éviter de surchauffer car la température peut y atteindre jusqu’à 37°C !
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