Photorespiration

Photorespiration : Réaction parasite qui vient perturber la photosynthèse. L’enzyme chargée d’attraper le gaz carbonique se trompe parfois et attrape de l’oxygène à la place. Au lieu de fabriquer du sucre, la plante dépense de l’énergie à réparer les dégâts et relâche du gaz carbonique qu’elle venait juste de récupérer. Elle travaille donc à perte. Le nom est trompeur, car il ne s’agit pas de respiration au sens habituel, même si ça consomme de l’oxygène et rejette du gaz carbonique.

Pourquoi la plante se trompe

L’enzyme en question s’appelle la Rubisco, et elle n’arrive pas à faire la différence entre le gaz carbonique et l’oxygène. Elle est apparue à une époque où l’atmosphère contenait beaucoup de gaz carbonique et très peu d’oxygène. À ce moment là l’erreur ne pouvait presque pas se produire. Depuis, l’air a changé, mais l’enzyme est restée la même.

Et plus il fait chaud, plus elle se trompe. Vers 25 ou 30 °C l’erreur devient courante, au-delà de 35 °C elle devient très fréquente.

La fermeture des stomates aggrave encore les choses. Quand il fait trop chaud la plante les ferme pour ne pas se vider de son eau. Du coup le gaz carbonique ne rentre plus, l’oxygène produit par la photosynthèse s’accumule à l’intérieur de la feuille, et l’erreur devient presque systématique.

Ce que ça coûte à la plante

Elle perd du carbone qu’elle venait de fixer, elle dépense de l’énergie pour rien, et elle perd même un peu d’azote au passage. Sur une journée de canicule, ça peut lui manger un bon quart de sa production, parfois plus.

Qui y échappe

Les plantes en C4 (maïs, sorgho, amarante, pourpier) concentrent le gaz carbonique juste avant de le présenter à la Rubisco, qui n’a alors plus l’occasion de se tromper. Les plantes CAM (figuier de Barbarie, agave, joubarbe) obtiennent le même résultat autrement, en stockant le gaz carbonique pendant la nuit.

Ces deux systèmes sont apparus chacun de leur côté des dizaines de fois au cours de l’évolution, et toujours dans des climats chauds et secs. C’est pour ça que le maïs continue de pousser en pleine canicule pendant que la laitue et le haricot s’arrêtent. Ce n’est pas une question de robustesse générale, elles ne fonctionnent tout simplement pas de la même façon.

Est-ce que c’est vraiment inutile ?

Là-dessus les scientifiques ne sont pas tous d’accord. La photorespiration sert peut-être de soupape : quand la lumière est trop forte et que la plante ne sait plus quoi en faire, elle brûle le surplus qui, sinon, irait abîmer ses chloroplastes. Ce serait donc une perte, mais une perte qui protège la plante.

Exemple concret : quand vos laitues ou vos épinards ne bougent plus d’un poil pendant une semaine de canicule alors que vous arrosez tous les soirs et que le sol est correct, la photorespiration y est pour beaucoup. La plante reçoit une énorme quantité de lumière mais n’arrive plus à la transformer en croissance. Pendant ce temps l’amarante juste à côté n’a aucun souci !

À ne pas confondre : la respiration cellulaire est un processus normal et indispensable qui tourne jour et nuit dans toutes les cellules de la plante pour libérer l’énergie stockée. La photorespiration, elle, ne se déclenche qu’à la lumière, uniquement dans les cellules qui font la photosynthèse, et elle ne produit rien d’utilisable. Ce sont deux choses différentes, malgré le nom.

Aussi appelé : photorespirations, cycle C2