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Le Soleil, à la base de la vie

Quelques instants avant le lever du soleil sur la plage Copacabana, à Rio de Janeiro.
Quelques instants avant le lever du soleil sur la plage Copacabana, à Rio de Janeiro. Photo: Getty Images / CHRISTOPHE SIMON/AFP/Getty Images

Le Soleil est la source de la vie sur la planète Terre. Et à double titre. Aujourd'hui, l'énergie lumineuse qui en provient est le carburant premier du cycle de la photosynthèse et de la respiration.

Un texte de Yanick VilledieuTwitterCourriel

Autrefois, c'est en utilisant l'énergie lumineuse que des bactéries, en « inventant » la photosynthèse moderne, ont créé un environnement favorable à l'apparition de la vie végétale et de la vie animale telles que nous les connaissons.

La photosynthèse et la respiration

La photosynthèse, c'est la transformation, par les plantes, de l'énergie lumineuse en énergie chimique.

À partir de l'eau (H2O) qu'elles puisent dans le sol et du gaz carbonique (CO2) qu'elles tirent de l'air, les cellules spécialisées des plantes (celles qui contiennent de la chlorophylle) utilisent cette énergie solaire pour produire des sucres, composés de plusieurs atomes de carbone (C), d'hydrogène (H) et d'oxygène (O). Elles rejettent aussi de l'oxygène (O2).

Et si la photosynthèse est un processus de production de sucres et d'oxygène, la respiration est un processus de consommation de cet oxygène et de production de CO2.

Le cycle de la vie est donc le suivant :

  • les plantes utilisent l'énergie du soleil, l'eau et le gaz carbonique pour fabriquer du matériel végétal (cellulose, feuilles, bois, etc.) et pour fabriquer de l'oxygène.
  • Les animaux respirent cet oxygène et consomment des végétaux (directement ou par proie interposée), tout en rejetant du gaz carbonique dans l'atmosphère - lequel gaz carbonique sera de nouveau utilisé par les plantes.

À l'origine de la vie végétale et animale moderne

La vie, apparue sur Terre il y a environ 3,5 milliards d'années, s'est longtemps résumée à l'activité de bactéries qui se nourrissaient de minéraux (des bactéries dites « lithotrophes », littéralement, qui se nourrissent de pierre) et qui ne faisaient pas de photosynthèse.

Il existe encore de nombreux organismes lithotrophes, notamment la majorité des espèces de bactéries. Certaines bactéries, pendant le premier milliard d'années de la vie, ont acquis la capacité d'utiliser l'énergie solaire, dans une forme primitive de photosynthèse.

La grande révolution se passe il y a environ 2 milliards d'années, alors que les cyanobactéries « inventent » la photosynthèse moderne, qui consomme du CO2 et produit des sucres et de l'oxygène. Les cyanobactéries vont dominer la Terre pendant plus d'un milliard d'années et vont modifier en profondeur son environnement. Elles vont notamment changer complètement l'atmosphère terrestre, presque la vider de son CO2 et y éjecter des quantités tout aussi phénoménales d'oxygène.

Apparaîtront aussi, sous l'effet de l'activité des cyanobactéries, des quantités importantes de carbonates et de fer, dans la croûte terrestre, et l'ozone de la stratosphère.

Les cyanobactéries seront à l'origine d'un autre grand moment dans l'histoire de la vie. Il y a environ 800 millions d'années, elles se sont associées avec un autre organisme primitif, aujourd'hui disparu, une forme de champignon.

Cette association a donné naissance aux végétaux tels que nous les connaissons actuellement, les mousses, les lycopodes, les gymnospermes (conifères) et les angiospermes (arbres, plantes à fleurs).

Toute cette végétation servira à nourrir les animaux et les animaux qui s'en nourrissent, dont nous!

Les années lumière au Soleil

Science