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Certains minéraux sont peut-être à l’origine de la photosynthèse !

Crédits : Robert M. Lavinsky / Wikipedia

Récemment, des scientifiques chinois ont élaboré une nouvelle théorie à propos de la photosynthèse. Certains minéraux inorganiques tapissant la surface terrestre seraient capables d’absorber l’énergie de la lumière solaire avant de canaliser cette dernière dans des réactions chimiques.

Des minéraux capables de photosynthèse

Pour rappel, la photosynthèse est un processus bioénergétique donnant la capacité à certains organismes de synthétiser de la matière organique en utilisant la lumière solaire. Lorsque nous évoquons ce phénomène, il est plus précisément question de photosynthèse oxygénique. Cette dernière a fait son apparition chez les cyanobactéries (ou “algues bleues”) il y a 2,45 milliards d’années. Il s’agit ici de la principale voie de transformation du carbone minéral en carbone organique.

Cette capacité des cyanobactéries a généré un véritable bouleversement écologique sur Terre. Alors que son atmosphère était riche en méthane, celle-ci a opéré une transformation pour donner l’atmosphère actuelle, essentiellement composée d’azote (78,08 %) et de dioxygène (20,95 %). Sans les cyanobactéries, la vie n’aurait donc peut-être jamais fait son apparition sur notre planète.

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Des cyanobactéries au microscope.
Crédits : NASA / Wikipedia

Selon une étude publiée par une équipe de l’Université de Pékin (Chine) le 23 décembre 2020, des minéraux étaient déjà capables de photosynthèse avant les cyanobactéries. Les scientifiques ont initialement tenté de répondre à la question suivante : comment les premières bactéries ont-elles évolué afin de devenir capables de photosynthèse ?

À l’origine de la transformation de la Terre primitive

Les scientifiques ont évoqué les termes de “birnessite”, “goethite” ou encore “hématite”. Il s’agit de minéraux inorganiques présents à la surface de la Terre. Ceux-ci seraient également capables d’absorber l’énergie de la lumière solaire avant de procéder à des réactions chimiques. Ces minéraux sont des semi-conducteurs et donc, sensibles à une longueur d’onde spécifique de la lumière. Lorsque ceux-ci absorbent des photons, une partie de leurs électrons s’excitent. Ceux-ci “sautent” vers des états d’énergie plus importants, générant à l’occasion des réactions de réduction. Or, ces effets ont habituellement besoin d’une source extérieure d’énergie pour exister.

Ainsi, l’étude parle d’un nouveau mécanisme pouvant catalyser des réactions similaires à celle de la photosynthèse oxygénique. Certains minéraux seraient alors capables de faciliter la fixation du carbone ou encore la division des molécules d’eau en atomes d’hydrogène et d’oxygène. Il peut également s’agir de favoriser la conversion du CO2 en carbonates.

Dans leur conclusion, les meneurs de l’étude affirment que ces mécanismes ont potentiellement transformé la Terre primitive. Sont alors apparus des changements significatifs au niveau des conditions atmosphériques (et marines). Or, ceci aurait eu l’effet de favoriser l’évolution des premières formes de vie, dont les cyanobactéries. Enfin, ces travaux pourraient un jour permettre de fabriquer des panneaux solaires plus performants ou encore d’élaborer des techniques inédites en matière de traitement des eaux.