B.Comment s'expriment les couleurs?
1.
Pourquoi les feuilles sont-elles vertes?
La couleur verte des feuilles des
arbres est due à la
molécule de chlorophylle. L’analyse de spectres
d’absorption des pigments végétaux permet
d’expliquer pourquoi la chlorophylle, et donc les
feuilles, sont vertes.
Ci-après, spectre d’absorption des chlorophylles
en solution dans l’éther (figure4).
Ainsi, les chlorophylles absorbent fortement la lumière
dans le bleu (440 nm) et dans le rouge (662 nm), mais laissent
passer les radiations de longueur d’onde intermédiaire,
vertes, ce qui leur confère cette couleur caractéristique.
En été, ou plus généralement
lors de la saison chaude, la chlorophylle s’exprime
seule car la plante en a besoin pour la photosynthèse
; les autres pigments (anthocyanes, caroténoïdes)
sont masqués par la chlorophylle et ne s’expriment
pas : ils ne sont donc pas visibles.
Figure4.
2.
La relation entre couleur et photosynthèse
La relation entre couleur et photosynthèse est simple
: la chlorophylle. Elle est à la base de toute vie
végétale, elle assure par diverses réactions
chimiques, la nourriture et donc la survie de l’arbre.
Le schéma ci-contre montre comment la photosynthèse
permet la nourriture de l’arbre (figure5).
Figure5.
Le
phototropisme permet
une utilisation optimale de l’énergie lumineuse
par les végétaux.
Ce sont les ,
situés dans l’épiderme
des tiges ou des feuilles, qui permettent les échanges
gazeux nécessaires à la photosynthèse.
La chlorophylle est chargée de capter le maximum de
lumière utilisable.
Plus précisément, c’est
le chloroplaste, petit organite se trouvant dans les cellules
du palissadique
(schéma1), qui exécute le processus
de la photosynthèse. Sa membrane interne, constituée
de sacs membraneux aplatis appelés amassés
en grana, permet une absorption de lumière maximale.
Le stroma, solution lipidique entourant le thylakoïde,
contient des enzymes, de l’ADN, de l’ARN et des
ribosomes qui permettent la synthèse des protéines.
Schéma 1.
La
photosynthèse se décompose en deux phases
: la phase “claire” et la phase “obscure” :
la première consiste à fabriquer de l’
(bloc d’énergie que la cellule utilisera pour
ses propres processus) à partir de l’énergie
potentielle fournie par les transferts d’électrons
dans la membrane du thylakoïde.
La seconde phase (ou cycle de Calvin) se déroule dans
le et
consiste à utiliser
cette énergie pour réduire le dioxyde de carbone
en carbone organique. D’autres réactions complexes
associées à celles-ci permettront de fabriquer
du glucose, vital pour le végétal.
L’équation chimique générale de
la photosynthèse est :
6
H20 + 6 CO2 =
6 O2 + C6H1206
Nous pouvons donc associer la couleur verte des feuilles
d’un arbre à une intense activité photosynthétique
de celui-ci. Ci-dessous est présenté la fonction
primordiale du chloroplaste dans la photosynthèse
(figure6).
Figure 6.
3.
Changements de couleur
Nous avons tous déjà remarqué que
les feuilles des arbres changeaient de couleur à l’automne.
En cette saison, de splendides paysages sont à voir
dans la nature. Comment s’effectuent ces changements
?
Photographies de paysages automnaux canadiens.
En été, les plantes produisent des sucres.
La chlorophylle est au centre de la réaction de photosynthèse
que nous avons développé ci-dessus. Comme il
a été dit auparavant, ces pigments verts absorbent
les lumières rouges et bleues et reflètent
la lumière verte. Mais en automne, les jours sont
plus courts, plus frais et il y a de moins en moins de lumière.
Ces bouleversements climatiques entraînent un arrêt
de la production de ses sucres. L’arbre n’est
plus nourrit et la chlorophylle disparaît. Ce sont
les autres pigments (caroténoïdes, anthocyanes),
jusque là masqués, qui vont devenir visibles.
Certaines feuilles deviennent même rouges, couleur
qui n’est fabriquée qu’en automne à cause
du sucre que le froid enferme dans les feuilles. En effet,
l’arrivée des premiers froids inhibe le transport
des éléments nutritifs des feuilles aux racines
et l’arbre se met à vivre au “ralenti”.
Ces réactions dues au froid sont suivies d’une
formation d’une pellicule de liège entre la
feuille et le pétiole. La feuille se dessèche
et tombe sous l’effet du gel ou du vent.
Conclusion partielle
Il existe donc plusieurs pigments végétaux
dont les pigments chlorophylliens, les caroténoïdes
et les anthocyanes. Le rôle des pigments chlorophylliens
est d’assimiler la lumière (de longueur d’onde
bleue et rouge) pour la photosynthèse, base de toute
vie végétale et de toute vie terrestre. La
chlorophylle reflète la lumière de couleur
verte, ce qui confère à la plante et aux feuilles
cette couleur caractéristique. A l’arrivée
de l’automne, la chlorophylle disparaît et d’autres
pigments, masqués jusqu’alors, s’expriment.
Ils donnent aux feuilles des couleurs jaunes, orange, pourpres
et nous assurent un spectacle éphémère.
Quels
facteurs influent sur la couleur des feuilles ?
