La division naturelle de l’eau, ou photolyse de l’eau, est un processus vital qui se produit dans la nature, en particulier chez les plantes lors de la photosynthèse. Ce processus implique la décomposition des molécules d’eau en atomes d’hydrogène et d’oxygène, entraînée par l’énergie solaire. Voici une explication simplifiée de la façon dont la nature divise l'eau :

1. Photosynthèse : Lors de la photosynthèse, les plantes absorbent la lumière du soleil grâce à des molécules spécifiques appelées chlorophylles. L’énergie du soleil est utilisée pour alimenter la division des molécules d’eau.

2. Photosystème II : La première étape de la division de l'eau se produit dans le photosystème II, qui est un complexe protéique situé dans les membranes thylakoïdes des chloroplastes. L'énergie de la lumière solaire excite un électron dans les molécules de chlorophylle du photosystème II. Cet électron excité est transféré vers un accepteur d’électrons, créant ainsi un flux d’électrons.

3. Complexe de séparation de l'eau : Situé à proximité du photosystème II se trouve le complexe de division d’eau, qui contient un amas à base de manganèse. Ce cluster est responsable de la division réelle des molécules d’eau en ions hydrogène (H+) et atomes d’oxygène (O).

4. Évolution O₂ : Lorsque l’amas de manganèse subit une série de réactions d’oxydation et de réduction, il divise les molécules d’eau, libérant ainsi des atomes d’oxygène. Ces atomes d'oxygène se combinent pour former de l'oxygène moléculaire (O₂) comme sous-produit de la photosynthèse, qui est libéré dans l'atmosphère.

5. Transfert d'électrons : Les ions hydrogène (H+) générés lors de la division de l’eau sont utilisés pour réduire le NADP+ en NADPH. Pendant ce temps, les électrons du photosystème II sont transférés à travers une série de porteurs d'électrons, générant un gradient électrochimique à travers la membrane thylakoïde. Ce gradient pilote la synthèse de l'ATP à partir de l'ADP via un processus appelé photophosphorylation.

6. Achèvement de la photosynthèse : Le NADPH et l'ATP générés lors de la photosynthèse sont utilisés dans le cycle de Calvin, qui implique l'incorporation de dioxyde de carbone pour produire du glucose et d'autres molécules organiques.

En résumé, le processus naturel de division de l’eau exploite l’énergie de la lumière du soleil pour diviser les molécules d’eau en ions hydrogène et atomes d’oxygène. Ce processus est au cœur de la photosynthèse, permettant aux plantes de convertir la lumière du soleil, le dioxyde de carbone et l’eau en sucres et autres composés essentiels tout en libérant de l’oxygène dans l’atmosphère.