Le secret des conifères à feuilles persistantes révélé

Le secret des conifères à feuilles persistantes révélé
Le secret des conifères à feuilles persistantes révélé
Anonim

Les biophysiciens ont trouvé une réponse à la question de savoir pourquoi les conifères restent verts toute l'année. La raison - dans le cycle court de la photosynthèse, vers lequel ils basculent en hiver, selon les auteurs de l'étude, dont les résultats sont publiés dans la revue Nature Communications.

Des scientifiques de l'Université suédoise d'Umeå, en collaboration avec des collègues de l'Université libre d'Amsterdam et de l'Université canadienne de Western Ontario, ont déchiffré le mécanisme de la photosynthèse dans les aiguilles de pin et ont découvert qu'en hiver, il se déroule selon un cycle raccourci.

En hiver, l'énergie lumineuse est absorbée par les molécules de chlorophylle verte, mais n'est pas utilisée dans les réactions ultérieures du mécanisme photosynthétique, car les basses températures arrêtent la plupart des réactions biochimiques.

En plein soleil et à basse température, un excès d'énergie lumineuse peut endommager les protéines du mécanisme photosynthétique. Par conséquent, la plupart des arbres perdent leurs feuilles pour l'hiver. Mais dans un pin ou un épicéa, l'appareil photosynthétique est disposé d'une manière spéciale, grâce à laquelle leurs aiguilles restent vertes tout au long de l'année.

"Nous avons observé plusieurs pins poussant à Umeå dans le nord de la Suède pendant trois saisons", a déclaré le premier auteur de l'article, le doctorant Pushan Bag, dans un communiqué de presse de l'Université d'Umeå, qui a collecté des échantillons d'aiguilles et effectué des analyses toute l'année. rond. que nous pouvions travailler avec les aiguilles "tout droit de la rue" afin qu'elles n'aient pas le temps de s'adapter aux températures plus élevées du laboratoire avant de les analyser, par exemple, en utilisant la microscopie électronique, dont nous avons utilisé pour visualiser la structure de la membrane thylacoïdienne."

Les auteurs ont constaté qu'en hiver, la structure de la membrane thylakoïde des chloroplastes, dans laquelle se déroulent les réactions de photosynthèse dépendantes de la lumière, est réorganisée, ce qui conduit à l'apparition d'un contact physique entre deux photosystèmes - unités fonctionnelles dans lesquelles l'énergie lumineuse est absorbée et convertie en énergie chimique.

Il s'est avéré que dans des conditions chaudes, les photosystèmes I et II sont situés séparément l'un de l'autre pour assurer une photosynthèse efficace, et en hiver, le photosystème II fournit de l'énergie directement au photosystème I. Ainsi, les aiguilles de pin font face à l'excès d'énergie lumineuse et protègent leur appareil photosynthétique sensible des dommages pendant l'hiver nordique extrême.

"Les aiguilles de pin nous ont donné l'opportunité d'étudier ce mécanisme de contraction ou de débordement hautement adaptable", explique l'auteur de l'étude Alfred Holzwarth de l'Université libre d'Amsterdam, qui a développé une méthode d'analyse de fluorescence spéciale pour le projet.

"Cette merveilleuse adaptation ne nous rend pas seulement heureux à Noël, mais est en fait extrêmement importante pour le développement humain", poursuit le professeur Stefan Jansson de l'Université d'Umeå, qui a dirigé l'étude. "Si les conifères ne pouvaient pas survivre dans le climat hivernal rigoureux, de vastes zones l'hémisphère nord n'a peut-être pas été colonisé par les humains, car les conifères fournissaient du bois de chauffage, un abri et d'autres nécessités. Et aujourd'hui, ils constituent la base de l'économie de la plupart des pays circumpolaires."

Les auteurs notent que l'étude a été réalisée sur des pins, mais ils pensent qu'un mécanisme similaire s'applique à d'autres types de conifères.

Conseillé: