Plantes peut pousser avec beaucoup moins de lumière qu’on ne le pensait auparavant, selon une nouvelle étude sur de minuscules organismes aquatiques appelés microalgues, qui a été publié dans Nature Communications. L’équipe de chercheurs dirigée par des Allemands a placé des capteurs de lumière dans Arctique de l’eau jusqu’à une profondeur de 50 mètres (164 pieds) pour tester à quel niveau de lumière doivent être faibles avant que la vie végétale cesse d’exister, avec des résultats incroyables.
Ils ont découvert que les plantes étaient capables d’accomplir photosynthèse — le processus par lequel leurs feuilles convertissent la lumière du soleil en énergie — avec très peu de lumière en effet. Non seulement les microalgues ont réalisé ce processus aux niveaux de lumière les plus bas jamais enregistrés (seulement 0,04 micromole de photons m⁻²/s⁻¹), mais ce n’était pas très loin de ce que simulations informatiques prédire la lumière la plus faible possible dans toutes les circonstances (0,01 micromole de photons m⁻²/s⁻¹).
Pour mettre cela en contexte, les conditions de luminosité extérieures typiques par temps clair en Europe sont comprises entre 1 500 et 2 000 micromoles de photons m⁻²/s⁻¹, soit plus de 37 000 à 50 000 fois la quantité de lumière requise par ces microalgues arctiques. C’est une découverte étonnante que certaines plantes soient adaptées pour survivre avec beaucoup moins de lumière.
Cette découverte offre plusieurs possibilités passionnantes pour le domaine des sciences végétales :
1. Des saisons de croissance prolongées
De nombreuses régions du monde reçoivent trop peu de lumière solaire parce qu’elles sont éloignées de l’équateur et subissent de longs hivers, ou sont constamment couvertes de nuages. Le Royaume-Uni est par exemple touché par la couverture nuageuse : en 2024, elle sera en route d’avoir l’une des pires périodes d’ensoleillement total depuis les années 1900 (seules les années 1930 et le début des années 1990 ont été pires).
Maintenant que nous savons à quel point la photosynthèse nécessite peu de lumière, les scientifiques pourraient développer des cultures qui nécessitent beaucoup moins de lumière pour prospérer dans ces endroits en s’inspirant de ces microalgues arctiques. En libérant leur potentiel génétique, de nombreuses cultures pourraient bénéficier de la sélection végétale ou d’approches biotechnologiques pour les modifier en conséquence.
Cela pourrait notamment permettre de tirer le meilleur parti des courtes saisons de croissance et d’augmenter la production alimentaire. Même dans un endroit relativement méridional comme le Royaume-Uni, la sélection de plantes capables de réaliser la photosynthèse avec moins de lumière pourrait potentiellement augmenter les rendements des cultures.
2. Agriculture durable
La culture de plantes en intérieur pourrait présenter des avantages supplémentaires, par exemple serres, tunnels ou fermes verticales (où les cultures sont cultivées en couches empilées verticalement, comme des étagères). Ces systèmes s’appuient parfois sur un éclairage artificiel, à la fois énergivore et coûteux.
Si les cultures pouvaient être modifiées pour réaliser la photosynthèse à des intensités lumineuses plus faibles, sans compromettre le rendement, le goût ou l’odeur, la demande énergétique pour l’éclairage artificiel pourrait être réduite. Cela permettrait de réduire les coûts, un avantage qui pourrait être répercuté sur les clients, et contribuerait également à réduire les émissions de carbone.
3. Agriculture spatiale
L’une des perspectives les plus intéressantes de cette recherche est peut-être qu’elle pourrait potentiellement faciliter la croissance Les plantes dans l’espace. L’un des principaux défis des missions spatiales vers l’ Lune, Mars ou éventuellement au-delà, est de savoir comment nourrir quiconque essaie de vivre dans ces mondes pendant un certain temps. La lumière du soleil peut être limitée, nous aurons donc besoin de moyens très efficaces pour produire de la nourriture qui n’utilisent pas beaucoup d’énergie.
La découverte que la photosynthèse peut se produire dans des conditions de lumière aussi minimales suggère que les cultures pourraient être cultivées sur d’autres mondes ou dans des vaisseaux spatiaux en utilisant moins d’énergie pour créer de la lumière qu’on ne le pensait auparavant. Associées à des cultures adaptées aux conditions spatiales, les épinards, la laitue et les pommes de terre sont parmi ceux-là qui y ont déjà été cultivées auparavant — cela pourrait constituer une étape cruciale pour les missions à long terme.
En bref, cette découverte est une avancée prometteuse pour l’avenir. Pour ceux qui ont suivi des cours de photosynthèse à l’école et qui les ont peut-être trouvés ennuyeux, ces nouvelles possibilités les emmènent dans une toute autre galaxie.
Cet article édité est republié à partir de La Conversation sous licence Creative Commons. Lire la suite article original.
