Photosynthèse

La lumière du soleil, de l'eau, un peu de CO₂ : et si la recette la plus ancienne du monde était aussi la plus élégante ? La photosynthèse, ce processus vieux de près de trois milliards d'années, est littéralement à l'origine de l'air que vous respirez en ce moment. Pour le cannabis comme pour le chêne, tout commence là.

La photosynthèse, c'est quoi exactement ?

Du grec *phōs* (« lumière ») et *sýnthesis* (« combinaison »), la photosynthèse désigne le processus bioénergétique par lequel certains organismes fabriquent de la matière organique à partir de trois ingrédients simples : la lumière, l'eau (H₂O) et le dioxyde de carbone (CO₂).

La formule résumée tient en une ligne :

• CO₂ + H₂O + énergie lumineuse → glucides (glucose, etc.) + O₂

Les molécules carbonées ainsi produites portent un nom peu connu mais poétique : les photosynthétats (ou assimilats). Ce sont eux qui serviront de carburant et de matériaux de construction à la plante — et, par extension, à presque tous les êtres vivants qui s'en nourrissent.

Ce qui est frappant, c'est l'universalité du principe : des cyanobactéries microscopiques aux séquoias géants, en passant par le plant de chanvre, le même mécanisme fondamental est à l'œuvre.

Une invention vieille de près de trois milliards d'années

La photosynthèse oxygénique — celle qui libère de l'O₂ — est apparue il y a au moins 2,87 milliards d'années. Mais c'est vers 2,45 milliards d'années que les cyanobactéries en font une activité industrielle à l'échelle planétaire.

Le résultat ? Un bouleversement écologique sans précédent, connu sous le nom de Grande Oxydation (entre 2,4 et 2 milliards d'années) : l'atmosphère terrestre, alors dominée par la vapeur d'eau et le CO₂, se transforme progressivement pour devenir celle que nous connaissons aujourd'hui :

• 78,08 % de diazote (N₂)
• 20,95 % de dioxygène (O₂)
• et une toute petite fraction de CO₂ et d'autres gaz

Autrement dit, les cyanobactéries ont littéralement réécrit la composition de notre atmosphère. Plus tard, grâce à des phénomènes d'endosymbiose successifs — où une cellule en intègre une autre en gardant ses fonctions —, cette capacité photosynthétique a été transmise aux eucaryotes : algues, mousses, fougères, puis plantes à fleurs comme le *Cannabis sativa*.

Dans les coulisses : chloroplastes, chlorophylles et thylakoïdes

Chez les plantes, la photosynthèse se joue principalement dans les feuilles, au sein d'organites spécialisés : les chloroplastes. À l'intérieur de ces chloroplastes se trouvent des membranes empilées appelées thylakoïdes, sur lesquelles sont ancrées des protéines particulières : les *centres réactionnels*.

Ces centres réactionnels contiennent les stars du spectacle : les chlorophylles, des pigments photosynthétiques qui absorbent la lumière (principalement dans le rouge et le bleu, réfléchissant le vert — d'où la couleur des plantes).

Ce qui se passe concrètement :

1. Les chlorophylles captent l'énergie lumineuse. 2. Cette énergie excite des électrons arrachés à l'eau (H₂O), libérant de l'oxygène (O₂) comme sous-produit. 3. Ces électrons énergisés servent à fabriquer deux molécules essentielles :

• le NADPH (dinucléotide nicotinamide-adénine phosphate réduit)
• l'ATP (adénosine triphosphate), la « monnaie énergétique » universelle du vivant

Ces deux molécules sont ensuite utilisées dans la phase suivante, indépendante de la lumière.

Le cycle de Calvin : transformer le CO₂ en sucre

Une fois l'énergie lumineuse convertie en ATP et NADPH, la plante entre dans la deuxième grande phase : le cycle de Calvin, une série de réactions qui n'ont pas besoin de lumière directe pour fonctionner.

Dans ce cycle :

• Le CO₂ atmosphérique est « fixé » sur une molécule organique, le ribulose-1,5-bisphosphate.
• Les composés intermédiaires sont ensuite réduits et transformés, grâce au NADPH et à l'ATP, en glucides utilisables — notamment le glucose.
• Une partie des intermédiaires est recyclée pour permettre au cycle de continuer.

C'est ainsi que le carbone minéral (CO₂, inerte) devient du carbone organique (sucres, puis lipides, protéines, cannabinoïdes…). La photosynthèse est, à ce titre, la principale porte d'entrée du carbone dans le vivant.

Certaines bactéries utilisent des voies alternatives, comme le cycle de Krebs inverse, mais chez les plantes, algues et cyanobactéries, le cycle de Calvin est la norme.

Le cannabis et la photosynthèse : une relation particulièrement fine

Le *Cannabis sativa* est une plante dite de jour court : sa floraison est déclenchée par la durée de la période d'obscurité. Cela illustre à quel point la plante est sensible aux variations lumineuses — et donc à quel point la photosynthèse est centrale dans son développement.

Les cultivateurs, qu'ils travaillent en intérieur ou en extérieur, jouent précisément sur :

• L'intensité lumineuse (quantité de photons disponibles)
• Le spectre (longueurs d'onde utilisées par les chlorophylles)
• La photopériode (alternance jour/nuit)

Plus la photosynthèse est efficace, plus la plante produit de biomasse, de résines, de terpènes et de cannabinoïdes — des molécules qui sont, in fine, construites à partir des photosynthétats fabriqués dans les feuilles.

En bref

• 🌱 La photosynthèse est le processus par lequel les plantes transforment lumière, CO₂ et eau en glucides (photosynthétats) et en oxygène.
• 🕰️ Apparue il y a ~2,87 milliards d'années, elle a littéralement façonné l'atmosphère terrestre via la Grande Oxydation des cyanobactéries.
• ⚙️ Elle se déroule en deux phases : des réactions lumineuses (production d'ATP et NADPH dans les thylakoïdes) puis le cycle de Calvin (fixation du CO₂ et synthèse de glucides).
• 🌿 Pour le cannabis comme pour toutes les plantes, maîtriser la photosynthèse, c'est comprendre la base de toute sa biologie.