Photobiologie [la science de la lumière et de la vie], 3rd limitée. Édité par Lars Olaf Björn. Springer, 2015.
En tant que botanistes (je suppose que la plupart des lecteurs de ce blog le sont), nous sommes parfaitement conscients - et plus que la plupart des autres biologistes - de l'importance de la lumière en biologie. Non seulement la photosynthèse induite par le soleil est la force motrice qui alimente la croissance des plantes et des organismes semblables aux plantes, mais la lumière - en termes de qualité et/ou de quantité - joue également un rôle majeur tout au long du cycle de vie des plantes à fleurs, par exemple la photoblastie (dans germination de certaines graines), phototropisme et photomorphogenèse (pour assurer une croissance et un développement corrects de la plante en développement) et photopériodisme (pendant la floraison). Et, nous reconnaissons également qu'un excès de lumière - et pas seulement des longueurs d'onde du spectre visible - peut être dommageable pour les plantes via la photoinhibition et la photooxydation. Mais, comme biologistes – dont la matière végétale interagit avec tous les autres organismes de la planète – nous devons également être conscients du rôle plus important que joue la lumière – en particulier, mais pas seulement, le spectre visible de la lumière solaire, mais aussi les longueurs d’onde infrarouges qui donnent de la chaleur et le composant UV qui endommage fréquemment l’ADN – dans la biologie et l’écologie de tous les êtres vivants.
Et des livres comme ceux de Björn Photobiologie tenter de faire précisément cela. En effet, souligner que différentes disciplines qui traitent de la lumière et de la vie ont plus en commun qu'il n'y paraît à première vue, et que les mêmes principes s'appliquent à des domaines apparemment différents de la photobiologie, est l'un des objectifs du livre. Mais, comme son éditeur reconnaît que la photobiologie est un si vaste sujet, il est impossible de couvrir tous les aspects en un seul volume. En conséquence, des choix doivent être faits, qui refléteront plus ou moins les intérêts, etc. de l'éditeur, et quels sujets sont actuellement d'actualité. Heureusement, les intérêts de l'éditeur sont assez larges, et PhotobiologieLes 29 chapitres de fournissent un excellent aperçu de la recherche et de la compréhension photobiologiques à ce stade du 21st siècle. Pour donner la possibilité de suivre les travaux mis en avant, chaque chapitre propose non seulement une liste de références à la fin de la contribution, mais aussi des citations dans le texte (j'apprécie cette intégration !). Et, pour aider les lecteurs à trouver leurs sujets préférés, un index assez conséquent sur deux colonnes, d'environ 2 pages, est disponible [et, oui, mes collègues spécialistes des espèces végétales modèles y trouveront de nombreuses entrées pour Arabidopsis…].
Bien que l'on puisse être tenté de considérer la lumière uniquement en termes de qualité – couleur, longueur d'onde ou quantité –, d'intensité lumineuse et de durée d'exposition, le chapitre 2, crucial, « Principes et nomenclature pour la quantification de la lumière », démontre rapidement le flou de ces notions et corrige cette vision trop simpliste dès le début du livre. La lumière est un piège, à tel point que ce chapitre pourrait dissuader tous les amateurs de photo, sauf les plus curieux, de poursuivre leur lecture. Pourtant, il vaut la peine de s'efforcer d'en apprécier le contenu et l'importance du message. Après tout, une telle compréhension est essentielle à l'interprétation de toute recherche visant à démêler la relation entre « lumière » et la vie, dont l'examen des facettes constitue le sujet de la plupart des chapitres suivants.
Photobiologie couvre le spectre des interactions lumière-vie et a une large gamme temporelle et écologique. Ainsi, nous avons une dimension des plus anciennes allant d'un chapitre traitant du rôle des UV dans l'origine de la vie sur Terre à celui qui représente un clair et présent – et futur ? – danger d'examiner les effets néfastes des UV sur la couche d'ozone (qui pourraient sans doute conduire à l'élimination de la vie sur Terre s'ils ne sont pas corrigés…). Et les deux terrestres [Ch. 6 Lumière du jour terrestre] et aquatique [Ch. 7 Lumière sous-marine] les environnements sont considérés pour donner une large perspective écologique/écosystémique. Il y a plein dedans Photobiologie de nature photophytologique pour satisfaire les intérêts directs des biologistes végétaux les plus exigeants, par exemple la photomorphogenèse et le photopériodisme (des animaux aussi), la récolte de lumière photosynthétique, l'évolution de la photosynthèse, la diaphonie entre les photorécepteurs végétaux et l'accord spectral (pigments) . Et les dimensions des plantes figurent également dans plusieurs autres chapitres - par exemple, l'infection favorisée par la lumière et la réinitialisation lumineuse des horloges circadiennes, soulignant la pertinence inter-royaume de nombreux phénomènes photobiologiques. Les biologistes végétaux seront également initiés à des phénomènes non végétaux tels que la photobiologie de la peau humaine et la diversité de l'optique oculaire (ce qui concerne directement les biologistes végétaux car ce sont des humains qui ont des yeux…). En d'autres termes, la vision de Björn pour le livre - de fournir des connaissances de base qui peuvent être utiles pour tous photobiologistes, puis en donnant quelques exemples de pour un spécial sujets – a été admirablement réalisé. Et a été ainsi réalisé depuis un certain temps étant donné que Photobiologie en est maintenant à sa 3ème édition.
Certains livres sont décrits comme des œuvres d’amour : j’ai le sentiment que Photobiologie est dans cette catégorie. Et l'amour que Björn a pour la photobiologie est mis en évidence dans les 29 chapitres du livre, dont 14 dont il est l'auteur unique et 8 autres dont il est co-auteur. Cela témoigne également de l'étendue des intérêts de celui qui est généralement décrit comme un botaniste, mais dont les connaissances s'étendent également à des sujets non phytologiques tels que la vision, la photobiologie de la peau et la bioluminescence. Mais Björn est aussi un homme en mission, encourager les autres à se lancer dans l'étude de la photobiologie. Et il y a beaucoup d'encouragements à le faire dans le chapitre 28 intitulé "Conseils pour des expériences et des démonstrations pédagogiques", qui comprend des sujets tels que la bioluminescence, les dommages causés par les UV aux microbes, le phytochrome et la germination des graines, des études sur le cycle xanthophylle des feuilles et la photosynthèse [ au sens non végétal du terme] de la prévitamine D. Photobiologie Ce n'est donc pas seulement un recueil de critiques et de points de vue universitaires, c'est aussi une excellente ressource pour l'enseignement et les projets étudiants. Autre signe de la passion de l'éditeur pour ce domaine de recherche scientifique : le dernier chapitre de l'ouvrage, écrit par Björn, donne des instructions pour la construction d'un spectrophotomètre maison permettant d'explorer de nombreux aspects des phénomènes photobiologiques.
Bien que je reconnaisse qu'il y a des limites à ce qui peut être inclus dans un tel ouvrage, en tant que botaniste, il serait intéressant d'avoir des contributions qui traitent d'autres types de lumière - par exemple la lumière des étoiles et la « lumière de la lune » (par exemple Raven et Cockell, 2006) et soleils "extraterrestres", la lumière infrarouge des évents hydrothermaux (par exemple Beatty et al., 2005), et la lumière artificielle en milieu urbain et rural (ex. Bennie et al., 2015) – et leurs interactions avec les êtres vivants. Ou la prise en compte des implications de la photosynthèse par des organismes qui peuvent apparemment utiliser des longueurs d'onde au-delà de la gamme habituelle de 400 à 700 nm de rayonnement photosynthétiquement actif (PAR), par exemple les cyanobactéries stromatolites contenant de la chlorophylle f (Chen et al., 2010), et les perspectives de l'ingénierie des plantes cultivées pour augmenter les rendements à notre époque soucieuse de la sécurité alimentaire (Chen et Blankenship, 2011). Peut-être des sujets pour le 4th édition de Photobiologie..?
Résumé
Photobiologie est une excellente publication et m'a ouvert les yeux sur la photobiologie plus large au-delà de mes études plutôt étroites axées sur les plantes. Photobiologie est/était également un ouvrage approprié – et opportun – pour 2015, l'Année internationale de la lumière [http://www.light2015.org/Home.html].
Références
Beatty JT, Overmann J, Lince MT, Manske AK, Lang AS, Blankenship RE, Van Dover CL, Martinson TA et Plumley FG (2005) Un anaérobie bactérien obligatoirement photosynthétique d'un évent hydrothermal en eau profonde. PNAS 102: 9306-9310.
Bennie J, Davies TW, Cruse D, Inger R et Gaston KJ (2015) Effets en cascade de la lumière artificielle la nuit : contrôle des herbivores par les ressources dans un écosystème de prairie. Phil Trans. R. Soc. B 370: 20140131. http://dx.doi.org/10.1098/rstb.2014.0131
Chen M et Blankenship RE (2011) Expansion du spectre solaire utilisé par la photosynthèse. Trends in Plant Science 16: 427-431.
Chen M, Schliep M, Willows RD, Cai ZL, Neilan BA et Scheer H (2010) Une chlorophylle décalée vers le rouge. Science 329: 1318-1319.
Raven JA et Cockell CS (2006) Influence sur la photosynthèse de la lumière des étoiles, de la lumière de la lune, de la lumière des planètes et de la pollution lumineuse (réflexions sur le rayonnement photosynthétiquement actif dans l'univers). Astrobiologie 6 (4): 668-675.
