Une découverte par des biochimistes des plantes de l'Australie occidentale pourrait avoir de grandes implications sur la façon dont nous utilisons les plantes pour nous nourrir et stocker le carbone à l'avenir.

Si vous vous souvenez de la biologie du lycée, vous vous souviendrez peut-être de la photosynthèse. C'est ainsi que les plantes transforment le dioxyde de carbone, l'eau et la lumière du soleil en sucre et en énergie. Cependant, nous ne connaissons pas tous le processus de respiration des plantes.

Dans un article de recherche récemment publié, une équipe de scientifiques de l'École des sciences moléculaires de l'UWA a révélé un processus jusque-là inconnu qui détermine la quantité de dioxyde de carbone que les plantes libèrent dans l'atmosphère.

"La respiration des plantes, en principe, est assez similaire à la façon dont nos propres mitochondries utilisent un substrat à haute teneur en énergie pour créer de l'énergie que la cellule peut utiliser", explique Xuyen Le, Ph.D. candidat à l'UWA.

"La différence, c'est qu'ils ont besoin du sucre qu'ils fabriquent à partir de la photosynthèse pendant la journée pour pouvoir le brûler la nuit."

La combustion de ces sucres pour produire de l'énergie produit du dioxyde de carbone. Tout excès de sucre qui n'a pas été utilisé pour l'énergie est stocké dans la plante sous forme de biomasse.

Le processus chimique de la respiration est complexe. En conséquence, l'équipe de chercheurs a concentré son étude sur une molécule importante :le pyruvate.

De petites choses, de grandes choses grandissent

Le nom "pyruvate" vient du mot grec pour le feu. La molécule est appelée ainsi parce qu'elle est brûlée (techniquement, oxydée) pour produire de l'énergie pour les plantes.

La molécule est produite à partir de graisses, de protéines et de glucides. Chaque source libère du dioxyde de carbone lorsqu'elle est utilisée pour alimenter la respiration. Cependant, le pyruvate produit à partir de glucides libère 20 à 30 % de dioxyde de carbone en plus que le pyruvate fabriqué à partir de graisses ou de protéines.

Et il s'avère que les plantes peuvent choisir la source de pyruvate qu'elles utilisent.

"D'une manière ou d'une autre, ils peuvent choisir lequel utiliser et préférer le pyruvate [source de glucides] pour la respiration", explique Xuyen.

Malheureusement, cela signifie que les plantes choisissent de libérer plus de dioxyde de carbone.

"Ce que nous voulons vraiment, ce sont des plantes qui produisent la quantité d'énergie dont elles ont besoin... mais le font avec le moins de carbone libéré", déclare le professeur Harvey Millar, un leader mondial en phytologie qui a également travaillé sur la recherche de l'UWA.

La voie du moindre carbone

La façon dont les plantes produisent de l'énergie est inefficace, et elles produisent souvent plus d'énergie qu'elles n'en ont besoin.

"Certains d'entre eux consomment vraiment beaucoup d'énergie, et on ne sait pas pourquoi il serait nécessaire de le faire de cette façon", explique Harvey.

L'équipe a donc proposé un nouveau procédé pour ralentir le processus respiratoire des plantes et réduire leur rejet de dioxyde de carbone.

"Nous avons découvert qu'il existe trois voies pour fournir du pyruvate aux mitochondries afin qu'elles puissent respirer", explique Xuyen. "Lorsque l'un était bloqué, les deux autres sont actifs et ils augmentent leur capacité afin de pouvoir répondre aux besoins de la cellule."

En bloquant les voies du pyruvate, ils espèrent donner la priorité aux sources d'énergie au sein des plantes qui limitent la libération de dioxyde de carbone.

En limitant la production d'énergie inutile, ils visent à rediriger le carbone vers la biomasse au lieu du dioxyde de carbone. Cela pourrait être un gros problème pour la façon dont nous utilisons les plantes comme sources de nourriture et réservoirs de carbone à l'avenir.

Le futur est-il basé sur les plantes ?

Bien qu'il n'en soit qu'à ses balbutiements, les applications potentielles de cette découverte pourraient être importantes.

Les cultures pourraient grossir et être plus riches en calories. Les projets de revégétalisation pourraient être accélérés. Le bois pourrait être cultivé plus rapidement et les plantes pourraient stocker le dioxyde de carbone à un rythme beaucoup plus rapide.

"Nous utilisons l'agriculture pour fabriquer de la nourriture et c'est vraiment précieux, mais c'est aussi… comment nous protégeons la santé de notre atmosphère", déclare Harvey.

L'équipe espère que cette nouvelle compréhension de la biologie végétale pourra faire partie d'un effort mondial de collaboration pour lutter contre le changement climatique et contribuer à la sécurité alimentaire. + Explorer plus loin

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Cet article a été publié pour la première fois sur Particle, un site Web d'actualités scientifiques basé à Scitech, à Perth, en Australie. Lire l'article original.