Le confirmation récente des noms de quatre nouveaux éléments chimiques est un hommage aux pouvoirs créateurs de l'humanité. Cela montre également à quel point nous avons progressé depuis les temps anciens, quand il était largement admis que toutes les choses étaient composées de seulement quatre éléments fondamentaux : la terre, le feu, l'air et l'eau. Cependant, bien que cette idée ait été abandonnée depuis longtemps, elle est toujours d'actualité car tout ce dont vous avez besoin pour faire une plante est de la terre, du feu, de l'air et de l'eau. Comment?

Terre

Sur les quelque 92 éléments chimiques présents naturellement, seuls 17 sont considérés comme essentiels à la croissance et au développement des plantes : le carbone, l’hydrogène, l’oxygène, le phosphore, le potassium, l’azote, le soufre, le calcium et le magnésium sont nécessaires en quantités relativement importantes ; le molybdène, le nickel, le cuivre, le zinc, le manganèse, le bore, le fer et le chlore en quantités moindres. Parmi ces éléments, les plantes puisent principalement le carbone et l’oxygène dans l’atmosphère (l’« air »), tandis qu’elles extraient le reste du sol (la « terre »).

Combinés de différentes manières, ces éléments forment des molécules telles que les protéines, les lipides, les acides nucléiques et les glucides, qui entrent dans la composition des cellules végétales. De nombreux métaux agissent en association avec des enzymes, contribuant ainsi à la biochimie nécessaire au bon fonctionnement de la plante. D'autres métaux interviennent dans les processus de production d'énergie par la photosynthèse et la respiration.

Incendie

Le Soleil est le « feu » par excellence de la vie végétale. Mais cette étoile produit bien plus que du « feu », les longueurs d'onde infrarouges du spectre électromagnétique. Par conséquent, le feu est interprété comme l'ensemble des longueurs d'onde solaires, qui incluent également la lumière (longueurs d'onde visibles), essentielle à la photosynthèse.

La chaleur du soleil est donc responsable du maintien d'une plage de températures adéquate pour la vie des plantes (et d'autres organismes). La lumière solaire est essentielle à la vie végétale ; les différences de qualité (longueur d'onde, couleur) et de quantité comptent parmi les facteurs les plus influents sur le développement des plantes, comme le souligne l'ensemble des processus biologiques végétaux commençant par le préfixe « photo- », par exemple la photosynthèse, le phototropisme (croissance directionnelle des parties de la plante en réponse à la lumière) et la photomorphogenèse (développement de la forme et de la structure de la plante en réponse à la lumière).

Air

Bien que notre planète

l'atmosphère (l'air) contient de nombreux composants, l'oxygène et le dioxyde de carbone sont les plus pertinents pour notre vision élémentaire de la biologie végétale. L'air fournit donc aux plantes deux nutriments essentiels - le carbone (sous forme de CO₂), qui est incorporé dans les composés organiques pour la croissance des plantes par photosynthèse, et l'oxygène, qui est essentiel à la respiration.

Et l'air en mouvement – ​​c'est-à-dire le vent – ​​peut aider à façonner la forme d'une plante, fournissant un exemple graphique de la manière dont les plantes peuvent être formées à partir de cet élément fondamental.

Eau

L'eau représente jusqu'à 95 % de la masse des tissus végétaux en croissance et constitue le principal composant de la vacuole, souvent la plus grande composante de la cellule végétale. La vacuole est essentielle à la croissance de la plante, car elle permet à la cellule de gonfler jusqu'à atteindre son volume maximal par absorption d'eau. C'est cette expansion des cellules individuelles qui conduit finalement à la croissance de la plante entière.

Mais l'eau a de nombreux autres rôles qui contribuent à la croissance de la plante : comme force motrice derrière de nombreux mouvements de croissance ; comme moyen de transport des sucres de la photosynthèse vers toutes les régions de croissance ; comme réactif (par exemple dans la photosynthèse) ; et comme promoteur de la germination (l'hydratation des graines sèches est l'une des premières étapes du processus de germination).

Trouver le bon équilibre

Tout comme la médecine ancienne croyait qu'un déséquilibre de ces quatre éléments était nocif pour l'homme, il en va de même pour les plantes. En général, un équilibre parfait est nécessaire au bon fonctionnement de l'individu. Si l'un d'eux, comme l'eau, est en excès – par exemple dans les sols inondés – ou en manque, comme dans les déserts arides, la croissance des plantes en pâtit. C'est un problème pour l'humanité, car ces stress environnementaux fondamentaux subis par nos cultures comptent parmi les contraintes les plus sérieuses pour l'agriculture actuelle et la sécurité alimentaire mondiale future.

Nous saluons à juste titre la capacité de l'humanité à créer de nouveaux éléments chimiques. Cependant, nous devrions également célébrer l'incroyable réussite des plantes qui, il y a longtemps, ont su créer une forme de vie complète à partir des quatre éléments fondamentaux que sont l'air pur, le sol, le soleil et l'eau.

[Images : propres à l'auteur]

* Je remercie Miriam Frankel et Angela White de The Conversation qui a apporté des modifications à une version antérieure de cette pièce.