EN BREF – On sait désormais quel mécanisme est à l’origine de la photosynthèse chez le phytoplancton. Les travaux, menés par une équipe de chercheurs internationale dont des scientifiques grenoblois, permettent de mieux comprendre pourquoi ces organismes végétaux unicellulaires dominent les océans depuis la nuit des temps. Reste désormais à savoir comment ils s’adapteront aux conséquences des changements climatiques alors que l’océan joue un rôle clé dans la régulation du climat…
Les scientifiques commencent à percer les mystères de la photosynthèse chez le phytoplancton. Si le mécanisme est bien connu chez les plantes terrestres, il restait encore une énigme chez leurs cousines aquatiques. Cette énigme vient d’être levée : une équipe internationale de chercheurs dont font partie des scientifiques grenoblois* s’est pour cela penchée sur une espèce de diatomée, Phaeodactylum tricornutum.
Le phytoplancton joue un rôle majeur dans la régulation du climat. © CNRS Photothèque, Claude Carré
La photosynthèse, c’est ce qui a permis la colonisation des terres et des océans par les plantes et le phytoplancton. Un mécanisme remarquable de production d’énergie chimique à partir d’énergie lumineuse, rendu possible grâce à deux petites usines photochimiques. A une condition : que ces deux photosystèmes ne soient pas en contact, afin d’éviter les courts-circuits qui diminuent la photosynthèse. Chez les plantes, on savait qu’ils étaient séparés par des structures. Des éléments que, jusque-là, les scientifiques pensaient inexistants chez les organismes végétaux aquatiques.
Une photosynthèse encore plus efficace
Comment le phytoplancton pouvait-il donc être responsable de la moitié de la photosynthèse sur Terre ? « En adaptant différentes approches d’imagerie cellulaire à haute résolution appliquées à la diatomée Phaeodactylum tricornutum, les chercheurs ont été en mesure de développer un modèle 3D du système photosynthétique des diatomées », précise le CNRS dans un communiqué. « Ils ont ainsi observé l’existence de micro-domaines qui séparent, comme chez les plantes, les deux photosystèmes, permettant une photosynthèse encore plus efficace. »
Les scientifiques ont ainsi mis à jour le mécanisme qui permet aux diatomées de produire chaque jour 20 % de l’oxygène libéré sur Terre, et de répondre par là même à la question de leur domination dans les océans depuis cent millions d’années.
© BP Statistical Review
La question est loin d’être anodine. L’océan joue un rôle clé dans la régulation du climat. Réservoir de carbone, il contient même cinquante fois plus de carbone que l’atmosphère et compense plus de la moitié des émissions de CO2. Et ce en grande partie grâce à ses organismes marins, algues, plancton et bactéries qui, grâce à la photosynthèse, recyclent le carbone dans la chaîne alimentaire.
Les chercheurs ont donc ouvert une porte. Et s’attèlent désormais à développer ce modèle 3D de la photosynthèse qui leur permettra notamment de comprendre comment ces organismes unicellulaires vont s’adapter aux conséquences des changements climatiques.
PC
- * Du Laboratoire de physiologie cellulaire et végétale (CNRS/CEA/UGA/Inra), de l’Institut de biologie structurale (CNRS/CEA/UGA), du Laboratoire d’études des matériaux par microscopie avancée (CEA/UGA), et du Laboratoire de physiologie membranaire et moléculaire du chloroplaste (CNRS/UPMC).
