Pourquoi les feuilles sont -elles vertes ?

La question de la couleur verte des feuilles est une belle question. Pertinente, simple, elle parait facile...

Et vous leur avez répondu quoi ?

Sur internet on trouve le plus facilement des réponses en rapport avec la Chlorophylle qui est verte (exemple)

Mais alors "Pourquoi la chlorophylle est-elle verte ? "

En première analyse, comme le vert est au environ milieu du spectre de la lumière solaire, on pourrait penser qu'il y aurait abondance de rayons verts.

Donc les feuilles seraient vertes ? j'ai entendu ça une fois ...

Pourtant si nous voyons les feuilles vertes, c'est justement qu'elles renvoient ces abondants rayons verts, ils ne sont donc pas absorbés pour la photosynthèse...

Spectre d'absorbtion de la chlorophylle a, b : on voit que le vert n'est presque pas absorbé. Source :unh.edu

On peut commencer à réfléchir sur les Chlorophylles A et B, entre les Photosystèmes I et II, au rôle des pigments accessoires ( Caroténoides), les transferts d'énergie entre les molécules "antenne" et les centres réactionnels qui font la photolyse de l'eau etc.

ça impressionne son monde avec plein de jargon... et ça cache -souvent- qu'on en sait pas vraiment.

Alors Il reste à inventer un truc vague pour évacuer le problème, à le renvoyer à des recherches, ou à dire "je ne sais pas" ce qui est difficile à avaler,...

En fait le problème est peut-être de penser qu'il y aurait une réponse correcte et définitive.

Comme si la science était une somme de certitudes, de conclusions bien établies,... que les enseignants devraient savoir et transmettre.

Avant tout, les biosciences sont des sciences expérimentales et se définissent par les caractéristiques suivantes :
1. Les connaissances sont fondées sur l'observation ou l'expérimentation.
2. C'est une ensemble de méthodes et de disciplines groupées autour des processus vivants et des interrelations entre les organismes vivants.

3. Elles existent dans un environnement d'hypothèses courantes plutôt que de certitudes.
4. Elles incluent des disciplines en changement rapide.
5. Ce sont des disciplines essentiellement pratiques et expérimentales . (Sears & Wood, 2005, p.3 Traduction personnelle)

Vu comme ça, on peut aborder la question en disant que "d'après ce que j'ai lu, il ne semble pas qu'on sache pourquoi les feuilles sont vertes"

a) Je trouve que c'est mieux pour l'estime de soi que " je ne sais pas",

b) ça contribue a donner une image de la science dynamique où les connaissances sont des hypothèses courantes, comme un processus ou le plaisir de chercher et de trouver est plus important que la sécurité d'illusoires certitudes.

c) ça place la réponse dans un contexte de citation.

Ceci dit, il y a une pièces de plus à ajouter a notre ensemble d'hypothèses depuis peu : une news dans Nature parle de Nancy Kiang, une biométéorologue de la NASA qui a étudié les conditions dans lesquelles la photosynthèse pourrait se faire sur d'autres planètes. La couleur de la plante dépend selon ses travaux des longueurs d'onde de la lumière qui arrive au sol. Dans cette perspective, les plantes vertes ne seraient pas "une de ces bizarreries de l'évolution", mais un optimum : les photos bleus sont plus énergétiques donc il faut les capturer, les rouges sont plus nombreux donc il faut les capturer, les verts sont donc moins intéressants. (il y a un bon abstract dans pubmed )

Pour ceux qui en veulent encore plus ...

son équipe conclut que "Given the surface incident photon flux density spectrum and resonance transfer in light harvesting, we propose some rules with regard to where photosynthetic pigments will peak in absorbance: (1) the wavelength of peak incident photon flux; (2) the longest available wavelength for core antenna or reaction center pigments; and (3) the shortest wavelengths within an atmospheric window for accessory pigments. That plants absorb less green light may not be an inefficient legacy of evolutionary history, but may actually satisfy the above criteria."
Figure 2- a) Solar spectral photon flux densities at the top of the Earth's atmosphere and at the Earth's surface, and estimated in vivo absorption spectra of photosynthetic pigments of plants and algae.(Kiang et al. source pdf)

Et là je vous aide moins ... je n'ai pas absolument tout compris, mais cela serait un optimum entre (1) la longueur d'onde où il y a un max de photons, (2) la longueur d'onde la plus grande disponible pour les pigments qui captent la lumière (antenne) ou la transforment en énergie chimique (centres réactionnels) (3) la longueur d'onde pour les pigments accessoires la plus courte qui passe bien dans l'atmosphère (Qui absorbe fortement certaines longueurs d'onde : les "creux" sur le graphique sont l'absorption de H2O et O2)

Bien sur on peut aller plus loin... cf l'article complet (pdf) qui contient un review approfondi.

Références

• Heidi Ledford, Alien plants may come in all colours but blue, Nature News : 11 April 2007; | doi:10.1038/news070409-7
• Kiang N. Y., et al.
Spectral signatures of photosynthesis. I. Review of Earth organisms. Astrobiology, 7 . 222 - 251 (2007). pdf
• Sears, H., & Wood, E. (2005). Linking Teaching and Research in the Biosciences. Bioscience Education e-journal (BEE-j), 5.