Par Doug Johnson – Mis à jour le 24 mars 2022
La photosynthèse est la pierre angulaire de la vie sur Terre, transformant la lumière du soleil, l’eau et le dioxyde de carbone en énergie qui alimente presque tous les organismes. Bien que les plantes soient les autotrophes les plus reconnaissables, le spectre de la vie photosynthétique s’étend bien au-delà des feuilles vertes que nous voyons quotidiennement. Ci-dessous, nous détaillons les principaux groupes qui exploitent l'énergie lumineuse, soulignons leurs contributions écologiques et expliquons pourquoi une poignée d'animaux participent également à ce processus vital.
Dans les cellules végétales, les chloroplastes, organites spécialisés riches en chlorophylle, réalisent la photosynthèse oxygénée. Ces organites résident dans les cellules des feuilles et d’autres tissus verts, convertissant l’énergie lumineuse en glucose et libérant de l’oxygène comme sous-produit. Les forêts, en particulier les forêts tropicales humides, sont responsables d'environ 20 % de l'oxygène atmosphérique de la planète, soulignant le rôle central des plantes dans le maintien de la vie.
Les algues, allant des microalgues unicellulaires aux grandes espèces d'algues, contiennent également des chloroplastes et effectuent la photosynthèse. Bien que de nombreuses espèces soient invisibles à l’œil nu, des proliférations massives d’algues peuvent être observées depuis l’orbite. Le phytoplancton, un sous-ensemble d'algues microscopiques, contribue à environ 70 % de la production mondiale d'oxygène, ce qui en fait les usines d'oxygène les plus prolifiques sur Terre.
La théorie endosymbiotique postule que les chloroplastes proviennent de cyanobactéries libres qui sont entrées dans les premières cellules végétales il y a environ 1,5 milliard d'années. Ce partenariat a donné naissance aux premiers organismes producteurs d’oxygène et a ouvert la voie à une vie complexe. Alors que les cyanobactéries génèrent de l'oxygène par la photosynthèse, d'autres groupes bactériens, tels que les bactéries soufrées vertes et violettes, utilisent les composés soufrés dans un processus anoxygénique distinct.
Bien que la plupart des animaux soient hétérotrophes, quelques espèces ont développé des mécanismes pour capter l’énergie lumineuse. Certaines limaces de mer, par exemple, incorporent dans leurs propres tissus des chloroplastes issus de leur régime alimentaire d'algues, leur permettant ainsi d'effectuer une forme de photosynthèse connue sous le nom de kleptoplastie. Cette adaptation fournit une source d'énergie supplémentaire, en particulier dans les environnements marins pauvres en nutriments.
Dans l'ensemble, la photosynthèse est un moteur universel qui alimente la biosphère, reliant les autotrophes et les hétérotrophes dans un cycle continu de flux d'énergie et d'échange de nutriments.