Comprendre les pigments

Il existe différents types de pigments, dont chacun a évolué pour n’absorber que certaines longueurs d’onde ou couleurs de la lumière visible. Les pigments réfléchissent ou transmettent les longueurs d’onde qu’ils ne peuvent pas absorber, les faisant apparaître dans la couleur correspondante.

Les chlorophylles et les caroténoïdes sont les deux principales classes de pigments photosynthétiques présents dans les plantes et les algues; chaque classe possède plusieurs types de molécules pigmentaires. Il y a cinq chlorophylles majeures: a, b, c et d, ainsi qu’une molécule apparentée trouvée chez les procaryotes appelée bactériochlorophylle.

Avec des dizaines de formes différentes, les caroténoïdes constituent un groupe beaucoup plus important de pigments. Les caroténoïdes présents dans les fruits, tels que le rouge de la tomate (lycopène), le jaune des graines de maïs (zéaxanthine) ou l’orange d’une peau d’orange (β-carotène), sont utilisés pour attirer les organismes disperseurs de graines. Dans la photosynthèse, les caroténoïdes fonctionnent comme des pigments photosynthétiques qui sont des molécules très efficaces pour l’élimination de l’excès d’énergie. Lorsqu’une feuille est exposée au plein soleil, les réactions dépendantes de la lumière sont nécessaires pour traiter une énorme quantité d’énergie; si cette énergie n’est pas manipulée correctement, elle peut causer des dommages importants. Par conséquent, de nombreux caroténoïdes sont stockés dans la membrane thylakoïde pour absorber l’excès d’énergie et libérer en toute sécurité cette énergie sous forme de chaleur.

Chaque type de pigment peut être identifié par le motif spécifique des longueurs d’onde qu’il absorbe de la lumière visible, qui est le spectre d’absorption. La chlorophylle a absorbe la lumière dans la région bleu-violet, tandis que la chlorophylle b absorbe la lumière rouge-bleue. Ni a ni b n’absorbent la lumière verte; parce que le vert est réfléchi ou transmis, la chlorophylle apparaît verte. Les caroténoïdes absorbent la lumière dans la région bleu-vert et violette et réfléchissent les longueurs d’onde jaune, rouge et orange les plus longues.

De nombreux organismes photosynthétiques ont un mélange de pigments. De cette façon, les organismes peuvent absorber l’énergie d’une gamme plus large de longueurs d’onde. Tous les organismes photosynthétiques n’ont pas un accès complet à la lumière du soleil. Certains organismes poussent sous l’eau où l’intensité et la qualité de la lumière diminuent et changent avec la profondeur. D’autres organismes se développent en compétition pour la lumière. Les plantes sur le sol de la forêt tropicale doivent être capables d’absorber toute la lumière qui passe car les arbres les plus grands absorbent la majeure partie de la lumière du soleil et dispersent le rayonnement solaire restant

Lors de l’étude d’un organisme photosynthétique, les scientifiques peuvent déterminer les types de pigments présents à l’aide d’un spectrophotomètre. Ces instruments peuvent différencier les longueurs d’onde de lumière qu’une substance peut absorber. Les spectrophotomètres mesurent la lumière transmise et calculent son absorption. En extrayant des pigments des feuilles et en plaçant ces échantillons dans un spectrophotomètre, les scientifiques peuvent identifier les longueurs d’onde de lumière qu’un organisme peut absorber.