Comment la couleur de la lumière affecte-t-elle la photosynthèse ? A visual guide.
Introduction
Comment la couleur de la lumière affecte-t-elle la photosynthèse ? La lumière blanche contient toutes les couleurs de l’arc-en-ciel, et certaines couleurs affectent effectivement la photosynthèse de manière spécifique.
Il n’est pas toujours facile de trouver toutes les informations en un seul endroit, c’est pourquoi nous avons rédigé ce guide visuel, une introduction facile pour les débutants et une révision rapide pour les scientifiques et les agriculteurs en herbe.
Fig 1 Couleurs de la lumière de croissance et plantes
Pour le contexte : Où se produit la photosynthèse ?
Fig 2 La photosynthèse se déroule dans la membrane thylakoïde.
La photosynthèse a lieu dans la membrane thylakoïde, profondément enfouie dans la cellule végétale (Cellule végétale > Chloroplaste > Thylakoïde > Membrane).
Fig 3 Le processus dans la membrane thylakoïde ressemble à une chaîne de production industrielle.
Petite usine
Outre la chimie décrite à la figure 3, vous pouvez l’envisager comme une petite chaîne de production industrielle qui transforme la lumière en énergie utilisable par les plantes. Il absorbe la lumière à deux endroits, PSII et PSI. Cette lumière est ensuite traitée et transformée en ATP et en NADPH (c’est-à-dire en énergie utilisable par les plantes).
Pour en savoir plus sur la photosynthèse, cliquez ici (Photosynthèse : quoi, où, comment et pourquoi ?).
PSII et PSI sont deux stations importantes dans la chaîne de production de notre usine, où la lumière est reçue.
Chlorophylle-a et Chlorophylle-b
PSII et PSI contiennent à la fois de la chlorophylle-a et de la chlorophylle-b, qui sont deux des plus importantes molécules absorbant la lumière.
Toutes les couleurs
Toutes les couleurs visibles du soleil ou des lampes de culture, à savoir 400nm-700nm, peuvent déclencher la photosynthèse dans une certaine mesure dans les deux types de molécules de chlorophylle.
Couleur unique
Même une lumière unicolore, qu’elle soit verte, rouge ou bleue, peut déclencher et invoquer la photosynthèse par elle-même, bien que de manière peu efficace.
Lumière bleue et rouge
Cependant, ce sont les lumières bleue et rouge qui sont les plus efficaces pour la photosynthèse. Les deux chlorophylles sont sensibles à ces couleurs, comme l’indique le diagramme d’absorption des chlorophylles (figure 4a).
Fig 4a Absorbance de la chlorophylle-a, b
Lumière rouge et rouge lointain
En outre, la chlorophylle-a effectue la majeure partie du travail des deux types de chlorophylle, ce qui signifie qu’elle est plus active que la chlorophylle-b pour déclencher et maintenir les processus de la PSII et de la PSI.
Et il le fait principalement avec deux couleurs de lumière rouge. Dans le PSII, la chlorophylle-a absorbe facilement la lumière rouge, autour de 680 nm. Dans le PSI, la chlorophylle-a absorbe facilement la lumière rouge lointaine autour de 700 nm.
Pour en savoir plus sur la lumière rouge lointaine, cliquez ici (Que fait la lumière rouge lointaine pour les plantes).
Lumière bleue
La chlorophylle-b est la plus sensible à la lumière bleue.
Même si la chlorophylle-a effectue la majeure partie du travail au niveau de la PSII et de la PSI, la chlorophylle-b reste vitale. En effet, la lumière bleue a une longueur d’onde plus courte et plus énergétique, ce qui permet à la chlorophylle-b de fournir de l’énergie aux « centres de réaction » PSII et PSI.
En bref, la chlorophylle-b contribue à alimenter les photosystèmes PSII et PSI et est considérée comme une molécule ou un pigment « accessoire ».
Fig 4b La lumière bleue a une longueur d’onde plus courte et plus énergétique.
Feu vert
La lumière verte absorbe moins la lumière que la lumière bleue et la lumière rouge.
Cependant, la lumière verte peut facilement pénétrer plus profondément dans une feuille. Cela signifie qu’elle peut atteindre les chlorophylles plus profondément dans le tissu d’une feuille, plus que la lumière bleue ou rouge, qui ne sont absorbées que superficiellement.
La lumière verte peut également traverser une feuille, atteindre les feuilles des couches inférieures et provoquer un certain degré de photosynthèse. Cela s’applique particulièrement aux plantes agricoles touffues, comme le cannabis médicinal.
Lumière ultraviolette
Qu’en est-il de la lumière ultraviolette ?
La lumière UV n’est pas absorbée par les chlorophylles et ne joue pas un rôle direct dans la photosynthèse.
Cependant, d’autres photorécepteurs comme les cryptochromes et l’UVR8 absorbent la lumière UV dans d’autres zones de la plante et sont impliqués dans l’immunité, la saveur et la durée de conservation de la plante.
Consultez notre article sur les plantes et la lumière UV en cliquant sur Leveraging the Power of UVA Spectrum (en anglais).
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Tout ce que vous devez savoir sur Flicker, un artefact d'éclairage insidieux et potentiellement grave ayant un impact sur la sécurité visuelle des lieux publics comme les hôpitaux, les bureaux, les bibliothèques, etc.
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United Power Research and Technology
UPRtek (est. 2010) est un fabricant d'instruments de mesure de la lumière portables et de haute précision ; spectromètres portatifs, appareils de mesure de la PAR, spectroradiomètres, solutions de calibrage de la lumière.
Le siège d'UPRtek, la R&D et la fabrication sont tous basés à Taiwan, avec une représentation mondiale par le biais de nos revendeurs certifiés.
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Résumé
Les plantes et les différentes couleurs de la lumière entretiennent des relations très particulières – en voici un résumé
- Toutes les couleurs de lumière comprises entre 400 nm et 700 nm peuvent déclencher et invoquer la photosynthèse dans une certaine mesure.
- La lumière rouge et la lumière rouge lointaine sont les plus efficaces pour déclencher et soutenir la photosynthèse au niveau du PSII et du PSI, respectivement.
- La lumière bleue fournit une source d’énergie élevée qui contribue à alimenter le PSII et le PSI.
- La lumière verte, bien que moins efficace, peut encore pénétrer les couches supérieures des feuilles pour déclencher la photosynthèse dans les couches inférieures.
Cela dit, les agriculteurs d’intérieur se tournent vers les PAR-mètres « spectraux », qui distinguent et adaptent les couleurs de l’éclairage LED dynamique ou secondaire à leur avantage. Il peut s’agir d’augmenter le rendement, la taille des feuilles et la longueur des tiges, d’améliorer la forme des plantes, la saveur des fruits ou des feuilles, ou de gérer artificiellement les saisons.
Les cultivateurs deviennent des scientifiques, employant les stratégies et les outils de coloration adéquats pour gagner en confiance dans leurs compétences en matière d’agriculture d’intérieur.
Fig 8 UPRtek Spectral PAR Meter – cliquez sur l’image pour accéder à la page du produit.
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