Les botanistes savent que les plantes peuvent utiliser la lumière infrarouge, une lumière avec une longueur d'onde plus longue que celle que l'œil humain peut voir. Cette découverte a conduit à des recherches sur l'amélioration de la capacité des plantes à utiliser cette lumière pour améliorer l'efficacité photosynthétique. Aujourd'hui, les recherches de Shuyang Zhen et de ses collègues sur les plantes exposées au soleil montrent que les plantes utilisent déjà une grande partie de cette lumière cachée en plein jour. Leur étude, publié dans un prochain numéro de New Phytologist, suggère qu'il se passe plus de choses dans les feuilles à l'ombre d'un couvert végétal que ne le pensaient les botanistes.

Leurs résultats pourraient avoir des implications importantes pour la modélisation des cultures et leur utilisation de la lumière. Zhen et ses collègues soulignent que de nombreuses recherches définissent le rayonnement photosynthétiquement actif comme la lumière dans le spectre entre 400 et 700 nm.

"L'activité photosynthétique des photons rouge lointain en plein soleil et à l'ombre de la végétation suggère que les modèles de cultures et d'écosystèmes peuvent sous-estimer considérablement la photosynthèse de la canopée", écrivent Zhen et ses collègues. "Ces résultats suggèrent également que des plantes génétiquement modifiées pour produire chl d et f exploiter les photons dans le rouge lointain peut ne pas atteindre le degré élevé d'amélioration du rendement prévu ; l'hypothèse sous-jacente à cette approche est que les plantes n'utilisent actuellement pas de photons au-dessus de 700 nm. Cependant, nos découvertes montrent que les plantes utilisent déjà efficacement les photons jusqu'à environ 750 nm, à la fois en plein soleil et à l'ombre de la canopée.

Les botanistes ont examiné l'efficacité des photons infrarouges à la lumière du jour en utilisant un filtre passe-bas. Il s'agit d'un écran qui laisse passer la lumière visible mais bloque environ 95 % de la lumière dans l'infrarouge. Le filtre privait efficacement les plantes de lumière infrarouge. Après avoir mis le filtre en place sur Tournesol (Helianthus) et Maïs (Zea mays), l'équipe a ensuite mesuré ce qu'il advenait de la photosynthèse dans les feuilles.

Les scientifiques ont découvert que l'activité photosynthétique des feuilles diminuait de plus de XNUMX % en quelques secondes après que le filtre bloquait la lumière infrarouge. Un effet secondaire de ce filtre était qu'il bloquait également la lumière ultraviolette. L'équipe a donc essayé un autre filtre qui ne supprimait que la lumière ultraviolette. Cela a réduit la photosynthèse d'un pour cent seulement, ce qui montre que la barrière infrarouge avait le plus grand effet.

Zhen et ses collègues soutiennent que la fixation sur la gamme de lumière visible signifie qu'il y a des problèmes à la fois avec la modélisation et l'expérimentation. Les lumières LED qui émettent des photons uniquement dans le spectre visible n'auront pas la lumière infrarouge que les plantes utilisent dans des conditions naturelles. De même, les lampes halogènes plus anciennes peuvent surémettre de la lumière infrarouge. Pour cette raison, ils disent que les scientifiques qui étudient la photosynthèse devraient utiliser des LED IR spéciales qu'ils peuvent calibrer pour les expériences.

La lumière infrarouge est particulièrement importante à l'ombre, où elle peut représenter plus de la moitié de la lumière reçue par une feuille. Cette ombre comprendrait de nombreuses feuilles sous la canopée des cultures.

Les auteurs concluent : "Nous recommandons que la définition du rayonnement photosynthétiquement actif soit étendue pour inclure les photons de 400 à 750 nm avec l'acronyme ePAR (extended PAR), une métrique améliorée qui prédit mieux la photosynthèse que le PAR."

LIRE L'ARTICLE

Zhen, S., van Iersel, MW et Bugbee, B. (2022) "Photosynthèse au soleil et à l'ombre: l'importance surprenante des photons du rouge lointain," New Phytologist. https://doi.org/10.1111/nph.18375

Traductions par Google Traduction.