Produits de base de la photosynthèse

Evolution du processus

Bien que la vie et la qualité de latmosphère dépendent aujourdhui de la photosynthèse, il est probable que les plantes vertes aient évolué longtemps après les premières cellules vivantes. Lorsque la Terre était jeune, les orages électriques et le rayonnement solaire ont probablement fourni lénergie nécessaire à la synthèse de molécules complexes à partir dabondantes molécules plus simples, telles que leau, lammoniac et le méthane. (voir vie: Production de polymères). Par exemple, la jonction accidentelle (condensation) de lacide aminé glycine et de lacétate dacide gras peut avoir formé des molécules organiques complexes appelées porphyrines. Ces molécules, à leur tour, peuvent avoir évolué elle en molécules colorées appelées pigments – par exemple, chlorophylles de plantes vertes, bactériochlorophylle de bactéries photosynthétiques, hémine (le pigment rouge du sang) et cytochromes, un groupe de molécules pigmentaires essentielles à la fois à la photosynthèse et à la respiration cellulaire.

Les cellules colorées primitives ont ensuite dû faire évoluer des mécanismes pour utiliser lénergie lumineuse absorbée par leurs pigments. Au début, lénergie peut avoir été utilisée immédiatement pour initier des réactions utiles à la cellule. Cependant, à mesure que le processus dutilisation de lénergie lumineuse continuait dévoluer, une plus grande partie de lénergie lumineuse absorbée était probablement stockée sous forme dénergie chimique, pour être utilisée pour maintenir la vie. Les plantes vertes, avec leur capacité à utiliser lénergie lumineuse pour convertir le dioxyde de carbone et leau en glucides et en oxygène, sont le point culminant de ce processus évolutif.

Les premières cellules oxygénées (produisant de loxygène) étaient probablement les cellules bleues. les algues vertes (cyanobactéries), apparues il y a environ deux à trois milliards dannées. On pense que ces organismes microscopiques ont considérablement augmenté la teneur en oxygène de latmosphère, rendant possible le développement dorganismes aérobies (utilisant de loxygène). Les cyanophytes sont des cellules procaryotes; cest-à-dire quils ne contiennent pas de particules subcellulaires distinctes enfermées dans une membrane (organites), comme des noyaux et des chloroplastes. Les plantes vertes, en revanche, sont composées de cellules eucaryotes, dans lesquelles lappareil photosynthétique est contenu dans des chloroplastes liés à la membrane. Les séquences génomiques complètes des cyanobactéries et des plantes supérieures fournissent la preuve que les premiers eucaryotes photosynthétiques étaient probablement les algues rouges qui se sont développées lorsque des cellules eucaryotes non photosynthétiques ont englouti des cyanobactéries. Dans les cellules hôtes, ces cyanobactéries ont évolué en chloroplastes.

Il existe un certain nombre de bactéries photosynthétiques qui ne sont pas oxygénées (par exemple, les bactéries soufrées évoquées précédemment). La voie évolutive qui a conduit à ces bactéries a divergé de celle qui a abouti à des organismes oxygénés. En plus de labsence de production doxygène, la photosynthèse non oxygénée diffère de la photosynthèse oxygénée de deux autres manières: la lumière de plus longues longueurs donde est absorbée et utilisée par des pigments appelés bactériochlorophylles, et des composés réduits autres que leau (tels que le sulfure dhydrogène ou des molécules organiques) fournissent le électrons nécessaires à la réduction du dioxyde de carbone.