Les phases de la photosynthèse expliquées aux growers de cannabis

La photosynthèse, c’est le processus par lequel les plantes, cannabis compris, utilisent la lumière du soleil pour transformer le dioxyde de carbone et l’eau en sucres, en rejetant de l’oxygène. Elle se déroule en deux grandes phases : une phase lumineuse, qui capte l’énergie de la lumière, et une phase dite sombre (le cycle de Calvin), qui s’en sert pour fabriquer les sucres. C’est le moteur de la croissance de la plante, et un pilier de l’équilibre de l’atmosphère terrestre.

Chez le cannabis, chaque étape déclenche des réactions biochimiques précises, indispensables pour une croissance saine et pour la production des composés qu’on recherche, comme les cannabinoïdes et les terpènes.

C’est quoi, la photosynthèse ?

La photosynthèse est vitale pour les plantes, cannabis compris : c’est grâce à elle que la lumière, l’eau et le dioxyde de carbone deviennent des sucres (de l’énergie utilisable) et de l’oxygène.

Elle se passe dans les cellules des feuilles, à l’intérieur des chloroplastes, les petites usines où a lieu la photosynthèse. Voici les grandes étapes, en version courte :

1. Capter la lumière : les pigments de chlorophylle des chloroplastes absorbent la lumière, et cette énergie sert à casser des molécules d’eau en oxygène, électrons et protons.
2. Produire de l’ATP et du NADPH : les électrons et protons libérés juste avant servent à fabriquer de l’adénosine triphosphate (ATP) et du nicotinamide adénine dinucléotide phosphate réduit (NADPH), deux molécules qui stockent et transportent l’énergie.
3. Le cycle de Calvin-Benson : le CO2 de l’air se fixe sur un composé à cinq carbones, le ribulose-1,5-bisphosphate (RuBP), pour former des molécules à trois carbones, le 3-phosphoglycérate (3-PGA). Celles-ci deviennent des glucides, comme le glucose, que la plante utilise comme carburant et comme matière première pour pousser.
4. Régénérer le RuBP : pour que le cycle de Calvin-Benson continue de tourner, une partie du 3-PGA sert à reconstituer du RuBP, et la boucle repart.

La photosynthèse tourne en continu et la plante ne survit pas sans elle : c’est elle qui lui fournit l’énergie pour grandir. Et elle ne profite pas qu’aux plantes : en produisant de l’oxygène et en captant du carbone, elle aide aussi à limiter le changement climatique.

De la racine à la feuille : le parcours complet de la plante

Pour comprendre ce qui alimente la vie de la plante, on peut élargir le zoom au-delà des deux phases de la photosynthèse. Ce n’est pas une classification officielle, plutôt une façon simple de suivre le trajet : absorption, circulation, photosynthèse et alimentation.

1. Absorption : la plante pompe l’eau et les minéraux du sol par ses racines. L’eau est une matière première de la photosynthèse, et les minéraux servent à construire la machinerie qui la fait tourner.
2. Circulation : l’eau et les nutriments montent par le système vasculaire jusqu’aux feuilles, là où se passe l’essentiel de la photosynthèse. Sans ce transport, rien n’arrive là où la plante en a besoin.
3. Photosynthèse : c’est le cœur du truc. La plante utilise l’énergie de la lumière pour transformer le CO2 et l’eau en sucres et en oxygène. Elle se divise en deux phases :
   • Phase lumineuse : l’énergie lumineuse est convertie en énergie chimique, sous forme d’ATP et de NADPH, qui serviront à la phase suivante.
   • Phase sombre : les sucres sont fabriqués à partir du CO2 grâce à l’énergie stockée dans l’ATP et le NADPH. Malgré son nom, elle ne se passe pas dans le noir : elle ne dépend simplement pas directement de la lumière.
4. Alimentation et croissance : enfin, la plante utilise ce qu’elle a produit pour se nourrir et grandir. Les sucres servent de carburant et de matériaux de construction pour de nouvelles cellules et de nouveaux tissus.

Que se passe-t-il pendant la phase lumineuse ?

La phase lumineuse est la première étape : c’est là que l’énergie solaire devient de l’énergie chimique. La lumière est absorbée par des structures appelées photosystèmes, faites de chlorophylles et de protéines, nichées dans les chloroplastes. Comme son nom l’indique, elle ne fonctionne qu’en présence de lumière, naturelle ou artificielle.

Les photosystèmes I et II sont les stars de cette phase. Ils captent la lumière et utilisent son énergie pour lancer un transfert d’électrons le long d’une chaîne de récepteurs, ce qui crée une sorte de courant électrique dans le chloroplaste. Imagine des électrons qui sautent d’une molécule à l’autre, comme sur une chaîne de transport.

Un des moments clés, c’est la photolyse de l’eau, dans le photosystème II. L’énergie lumineuse permet de casser la molécule d’eau en oxygène, protons (H+) et électrons. Les atomes d’oxygène libérés s’associent deux par deux pour former l’oxygène atmosphérique (O2), celui que tu respires en ce moment !

Pourquoi le cannabis a besoin de cette phase

L’énergie lumineuse absorbée par la chlorophylle passe aux électrons, qui entrent dans la chaîne de transport d’électrons, où sont produits l’ATP et le NADPH.

Ces deux molécules sont indispensables à l’étape suivante, le cycle de Calvin, où sont fabriqués les premiers sucres que la plante utilisera comme énergie et comme matière première pour pousser.

Bref, la phase lumineuse est vitale : elle transforme l’énergie du soleil (ou de ta lampe) en énergie chimique que la plante peut utiliser pour se nourrir et grandir.

Que se passe-t-il pendant la phase sombre ?

La phase sombre se déroule dans le stroma des chloroplastes. C’est là que tourne le cycle de Calvin, qui fabrique des composés organiques, surtout des glucides (des sucres), à partir du CO2 de l’air.

Le ribulose bisphosphate réagit avec le CO2, grâce à une enzyme appelée RuBisCO, pour former du 3-phosphoglycérate. Ces molécules sont ensuite transformées en 1,3-bisphosphoglycérate, puis en glycéraldéhyde-3-phosphate (G3P), avec l’ATP et le NADPH produits pendant la phase lumineuse.

Une partie du G3P sert à fabriquer du glucose et d’autres glucides, le reste est recyclé pour régénérer le ribulose bisphosphate, et le cycle de Calvin se referme. Sans ce processus, la plante n’aurait pas de quoi construire ses tissus.

À quoi sert la phase sombre de la photosynthèse ?

Ensuite, les produits de la phase sombre entrent dans toute une série de réactions qui fabriquent de l’amidon, des glucides et d’autres composés organiques, essentiels à la structure et au fonctionnement de la plante. Par exemple, une partie des sucres descend jusqu’aux racines, où ils peuvent être stockés sous forme d’amidon, une réserve d’énergie.

En résumé, la phase sombre est complexe mais vitale : c’est elle qui transforme le CO2 de l’air en matière organique dont la plante se sert pour grandir.

Pourquoi la photosynthèse est essentielle à la vie sur Terre

La photosynthèse est un pilier de la vie sur Terre, pas seulement pour les plantes, mais aussi pour les animaux et les champignons.

C’est elle qui produit l’oxygène de l’atmosphère, et c’est la principale voie par laquelle de la matière organique se forme à partir de minéraux. Sans photosynthèse, la vie telle qu’on la connaît sur notre planète ne tiendrait pas.

Le rôle de la photosynthèse dans la chaîne alimentaire

La photosynthèse des plantes, des algues et de certaines bactéries maintient une atmosphère riche en oxygène. Cet oxygène est vital pour la respiration de presque tous les êtres vivants, humains compris.

Et c’est aussi elle qui forme la base de la chaîne alimentaire : les plantes et les autres organismes photosynthétiques produisent des sucres et des composés organiques qui nourrissent les herbivores, qui à leur tour nourrissent les carnivores.