Question d'origine :
Bonjour,
Je souhaiterais savoir s'il serait possible, en théorie, de faire pousser des plantes grâce à la lumière d'organismes bioluminescents (comme des méduses) pour remplacer la lumière du soleil.
Réponse du Guichet
bml_sci
- Département : Sciences et Techniques
Le 07/03/2012 à 11h22
Bonjour,
Quelques rappels tout d’abord:
L'énergie chimique extraite des molécules organiques par les êtres vivants sert à de multiples fonctions. Elle est transformée en énergie thermique (permettant de maintenir constante la température du corps chez les oiseaux et les mammifères), en énergie mécanique (déplacement), en énergie électrique (chez certains poissons elle permet de détecter des proies ou de communiquer), voire en énergie lumineuse. Cette dernière propriété est plus répandue qu'on ne le pense en général puisqu'elle existe
Pour comprendre le mécanisme de la bioluminescence, il faut connaître le principe de la luminescence, c'est à dire de l'émission de lumière qui n'est pas due à la chaleur.
Source : Biologie amusante.
La photosynthèse dépend de la qualité de la lumière, son intensité, la longueur de la journée, la concentration du CO² (350 ppm est la normale), disponibilité de l'eau et la température. Ces conditions varient selon les différents types de plantes.
Source: Formana.
Si l’on s’en tient uniquement à l’apport lumineux, il existe un repère que l’on appelle le « point de compensation de la lumière », celui-ci varie selon le type de plante, mais il se situe habituellement autour de 40 à 60 W/m2 pour la lumière du Soleil. On peut réduire quelque peu le point de compensation de la lumière en augmentant la quantité de dioxyde de carbone en présence, ce qui permet à la plante de croître dans des conditions de faible intensité lumineuse.
Source : Les plantes et la lumière.
Il existe peu de données sur l’intensité lumineuse que dégage un animal bioluminescent. Dans son livre D’où viennent les pouvoirs de Superman ? , Roland Lehoucq note que le Pyrophorus noctilus, l’insecte le plus de lumineux, en produit 66 millionièmes de watt/cm².
Il semble donc possible de produire de la photosynthèse à partir de la lumière de certains animaux, mais cela demanderait beaucoup de lucioles … Ce qui ne semble pas très réaliste…
Une équipe de chercheurs de l'université anglaise de Cambridge a mis en point un procédé permettant de transférer des gènes des végétaux.
Afin de tester cette nouvelle technique de formation de plantes transgéniques, les scientifiques ont utilisé des gènes codant pour une protéine luminescente facile à tester et inoffensive pour la plante.
Grâce à cette propriété, il est évident de voir si l'expérience est réussie ou non. En 1990, la bactérie Agrobacterium tumefaciens fut utilisée pour la première fois pour introduire le gène « luc » dans des cellules de plants de tabac. Le résultat fut un plant de tabac qui brillait d'une lumière verte après administration du substrat, la luciférine.
La lumière produite par les organismes bioluminescents est trop faible pour éclairer nos rues ou nos maisons.
L'équipe s'est rendue compte qu'une culture de bactéries de la taille d'une bouteille suffisait à produire suffisamment de lumière pour permettre de lire. D’après leurs calculs, un arbre biolumineux n'aurait besoin que de 0,02% de l’énergie qu’il absorbe pour produire une lumière suffisante pour éclairer une rue.
Source : Biomimétisme et architecture.
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