Dr. STRUL Salomon Ing. Civil AIBr
On explique depuis près d’un siècle aux enfants dans les écoles primaires que la photosynthèse consiste pour une plante verte à capter le CO2 de l’air et à l’aide de la lumière, synthétiser des substances nutritives et libérer de l’O2.
Malheureusement, cette réaction qui prétend libérer de l’oxygène à partir du CO2 est non seulement fausse mais impossible, ne fusse que le faible taux de CO2 dans l’air (environ 350 parts pour un million) par rapport au taux important d’O2, environ 21%.
Des expériences menées à l’aide d’isotopes radioactifs, notamment de l’Oxygène marqué ont montré que si l’Oxygène était marqué dans le CO2, l’oxygène libéré par la plante n’était pas marqué. Donc clairement la plante ne décomposait pas le CO2 pour libérer de l’O2. Lorsqu’on a administré de l’eau avec l’Oxygène marqué, l’Oxygène produit par la plante était lui aussi marqué. Donc clairement, la plante produit une réaction d’hydrolyse de l’eau à l’aide de l’énergie fournie par la lumière à laquelle est exposée la plante.
La réaction de combustion de l’hydrogène dans l’oxygène est très exothermique. 241KJ/mole d’eau formée dans les conditions standard (298°K et pression atmosphérique). La plante doit vaincre cette énergie de liaison de l’hydrogène avec l’oxygène. Or la réaction la plus énergétique rencontrée en biochimie est la conversion de l’ADP en ATP et elle est de loin inférieure à l’énergie de liaison de l’eau (environ 30KJ/mole).
La plante (la nature en fait) a du trouver une astuce pour contourner cette difficulté. Pour ce faire, on doit faire appel à la mécanique quantique. Il existe en mécanique quantique une formule qui donne l’énergie d’un photon en fonction de sa fréquence, équation de Max Planck.
E = hν
Où E est l’énergie du photon, h est la constante de Planck et ν sa fréquence. Cette fréquence peut s’exprimer par rapport à la longueur d’onde du photon par la relation
v = c/ λ
c étant la vitesse de la lumière (300.000 km/sec) et λ la longueur d’onde exprimée en nanomètres.
Tout comme en chimie minérale, où on a défini la MOLE d’une substance chimique par un nombre d’Avogadro de molécule de la substance en question (6.022 x 1023) on défini en mécanique quantique l’einstein (nom commun) comme un nombre d’Avogadro de photons. Notons que l’Einstein n’est pas une unité d’énergie mais seulement une quantité de photons. Son énergie dépend de la longueur d’onde du photon si on a une lumière monochromatique. Les plantes utilisent préférentiellement une lumière de 300nm de longueur d’onde (dans le rouge). A cette fréquence, un einstein a une énergie d’environ 174 KJ sont 5 fois l’énergie qui convertir l’ADP en ATP et l’inverse.
Avec cette énergie la plante peut vaincre la chaleur de formation de l’eau et libérer l’O2.
On peut détailler l’ensemble des réactions chimiques qui se déroulent dans les CHLOROPLASTES des plantes vertes (chloros en grec signifie vert) et on s’aperçoit que la plante en réalité utilise 8 photons pour l’ensemble des réactions de la photosynthèse.
La plante utilise une substance énergétique qui sert de réducteur, le NADP+
Il s’agite du NicotinAmide Dinucléotide Phosphate.
La réaction chimique qui décompose l’eau est la suivante :
2 NADP+ + H2O + 8 hv = 2 NADPH + ½ O2 (hν est un photon) (équation due à OCHOA)
Donc il est démontré à ce jour que la plante produit l’Oxygène présent sur la terre en hydrolysant l’eau.
Il est donc naturel de penser que ce sont surtout les plantes aquatiques qui produisent l’O2 donc surtout la mer des Sargasses dans l’océan Atlantique et la forêt équatoriale amazonienne. Le reste des plantes forment naturellement aussi de l’O2 mais en quantité bien inférieure à celle produite par les océans.
L’ensemble des données dont ont été extraites les équations de cet article proviennent du livre « Principles of Biochemistry » de LEHNINGER le plus grand professeur de biochimie des USA. Cette équation est connue depuis les années 1960.
Rappelons encore en passant que l’Azote de l’air est capté par les bactéries du genre Nitrobacter Nitrificans qui vit dans les nodosités des racines des plantes légumineuses.
Donc la principale source d’azote pour les êtres vivants provient de cette bactérie et la Luzerne est le légumineux le plus répandu pour nourrir les herbivores, source d’azote pour les autres âtres vivants. L’Homme mange aussi des haricots, des petits pois et encore quelques autres légumineuses selon les régions du globe.
Les plantes puisent encore de l’azote de l’humus dans lequel elles développent leurs racines.
Pour plus de détails, consulter le livre « Principles of Biochemistry » du Prof. LEHNINGER.
Dr. STRUL Salomon Neurologie, Ingénieur Civil AIBR