Le lien intime de la vie avec la lumière du soleil
Dans l'art et la littérature, la lumière du soleil mène vers des métaphores qui rayonnent. Une personne heureuse est un " rayon de soleil ". Divinité brillante comme celle du ciel. Une telle personnalité regarde le bon côté des choses. Mais le rayonnement électromagnétique visible ne se contente pas d'hypnotiser et d'éclairer ; il est le moteur de la vie sur Terre.
Il y a des milliards d'années, les premiers êtres vivants transformaient le rayonnement solaire en énergie chimique. La série de réactions que nous connaissons sous le nom de photosynthèse a modifié la Terre et son atmosphère. Elle a libéré de l'oxygène, qui a contribué à lancer l'évolution d'une vie multicellulaire complexe, et a également créé les sources de nourriture nécessaires à sa survie et à son évolution. Si le soleil disparaissait momentanément, la plupart des formes de vie sur Terre disparaîtraient en peu de temps.
La lumière du soleil n'est pas seulement une source d'énergie ; elle régule également le fonctionnement des plantes et des animaux. Presque toutes les cellules de notre corps fonctionnent selon une horloge de 24 heures, suivant une oscillation naturelle appelée rythme circadien. Elles sont synchronisées par une horloge centrale dans le cerveau, qui utilise les signaux de la lumière du soleil pour synchroniser les cellules. Les rythmes circadiens influencent les processus dans tout le corps, notamment la libération d'hormones, l'appétit, le rythme cardiaque, le sommeil et l'éveil.
Même la bioluminescence, ou la lumière créée par les êtres vivants, et la plupart de nos lampes électriques artificielles proviennent en fin de compte de l'énergie de la lumière solaire. La vie exploite cette ressource de toutes sortes de façons surprenantes.
Nouveautés et points remarquables
La lumière de la lune, c'est-à-dire la lumière réfléchie par le soleil, est un indice important pour certaines créatures, notamment le ver marin Platynereis dumerilii , qui synchronise sa reproduction avec les cycles lunaires. Lorsque la lune décroît, les vers nagent à la surface de la baie de Naples la nuit pour se reproduire. Mais comment les vers peuvent-ils distinguer la lumière de la lune de la lumière du soleil ou une phase de la lune d'une autre ? Il y a quelques années, des chercheurs ont découvert une protéine, appelée L-Cry, qui peut détecter la lumière. Récemment, ils ont compris comment elle fonctionne . Lorsqu'il fait sombre, deux molécules L-Cry se lient ; Lorsqu'il fait clair, elles se séparent. Cette protéine aide les vers, qui n'ont qu'une seule chance de s'accoupler, à savoir quand le moment est venu.
Les plantes n'ont pas d'yeux, mais elles ressentent clairement la lumière, en tournant et en se courbant pour exposer leurs feuilles au maximum de lumière – un phénomène connu sous le nom de phototropisme. Mais la façon dont les plantes peuvent détecter la direction de la lumière et y réagir est largement mystérieuse jusqu'à récemment, lorsqu'un groupe de scientifiques a découvert une partie du secret, du moins pour une mauvaise herbe de bord de route souvent étudiée comme plante modèle. L'arabette des thalles, ou Arabidopsis thaliana , a des tiges constituées de cellules – et entre ces cellules se trouvent des poches d'air. En raison de la façon dont ces poches d'air dispersent la lumière, elles créent un gradient de lumière que les semis suivent pour pousser vers la lumière la plus vive.
La lumière est parfois difficile à, en particulier pour les cellules vivantes dans les eaux polaires sombres obtenues en plein hiver. Des biologistes ont récemment utilisé des microalgues pour confirmer le nombre de photons, ou particules lumineuses, nécessaires pour déclencher la photosynthèse. Auparavant, des calculs théoriques suggéraient que les cellules avaient besoin, au minimum, d'environ 0,01 micromole de photons par mètre carré par seconde – soit moins d'un cent millième de la lumière d'une journée ensoleillée – pour alimenter les qui transforment la lumière réactions en nourriture. En travaillant pendant des mois dans la nuit polaire, les chercheurs ont découvert que les microalgues peuvent croître et se reproduire à ces niveaux ou à proximité – la première preuve expérimentale qui se rapproche des chiffres théoriques.