Vous êtes face à une bol géant
de Carbon Crunchies bourrés d'énergie.
Une cuillerée. Deux. Trois.
Vous êtes bientôt propulsé par la flambée de l'énergie
qui vient de votre repas.
Mais comment cette énergie est-elle arrivée dans votre bol ?
L'énergie existe sous forme de sucres
produits par la plante d'où sont tirées vos céréales,
comme le blé ou le maïs.
Comme vous pouvez le voir, le carbone est l'épine dorsale chimique,
et les plantes en tirent leur dose
sous la forme de dioxyde de carbone, ou CO²,
de l'air que nous respirons tous.
Mais comment l'usine énergétique de la plante,
logée dans le stroma du chloroplaste,
transforme-t-elle un gaz à un seul atome de carbone, comme le CO²,
en un solide à six atomes de carbone, comme le glucose ?
Si vous songez à la photosynthèse , vous avez raison.
Mais la photosynthèse se divise en deux étapes.
La première, qui stocke l'énergie du soleil
sous la forme d'adénosine triphosphate ou ATP.
Et la seconde, le cycle de Calvin, qui capture le carbone
et le transforme en sucre.
Cette deuxième phase représente une de chaines de production
les plus durables de la nature.
Et donc, bienvenue à l'usine la plus minuscule de monde.
Les matières premières ?
Un mélange de molécules de CO² dans l'air,
et des molécules préassemblées
appelées ribuloses biphosphate, ou RuBP,
qui contiennent chacune cinq atomes de carbones.
Le déclencheur ? Une enzyme industrieuse appelée Rubisco
qui soude un atome de carbone issu d'une molécule de CO²
à la chaîne de RuBP
pour construire une séquence initiale de six atomes de carbone.
Il y a rapidement scission en deux chaînes plus courtes
contenant trois atomes de carbone chacune,
qu'on appelle phosphoglycérates ou PGA, pour faire court.
L'ATP entre en jeu, et un autre élément chimique appelé
nicotinamide adénine dinucléotide phosphate,
ou tout simplement NADPH.
L'ATP, en oeuvrant comme un lubrifiant, fournit de l'énergie,
tandis que le NADPH appose un atome d'hydrogène à chacune des chaînes de PGA,
et les transforme en molécules appelées
glycéraldéhyde 3 phosphates, ou G3Ps.
Le glucose a besoin de six atomes de carbone pour se former,
fabriqués à partir de deux molécules de G3P,
qui partagent d'ailleurs six atomes de carbone.
Donc, le sucre vient d'être fabriqué, non ?
Pas tout à fait.
Le cycle de Calvin fonctionne comme une chaîne de production durable,
ce qui veut dire que ces RuBPs originaux
qui lancent le processus au départ,
doivent maintenant être recréés par réutilisation de matériaux
dans le cycle.
Mais chaque RuBP a besoin de cinq atomes de carbone
et la fabrication glucose en demande six.
Quelque chose ne colle pas.
La réponse réside dans un fait phénoménal.
Alors que nous avons mis l'accent sur cette ligne de production unique,
cinq autres se sont produites en même temps.
Avec six tapis roulants qui bougent à l'unisson,
ce n'est pas un atome de carbone qui est soudé,
à une chaîne de RuBP,
mais six atomes de carbone soudés à six RuBPs.
Cela crée 12 chaînes de G3P au lieu de deux seulement,
ce qui signifie qu'au total, il y a 36 atomes de carbone :
le nombre exact nécessaire à la fabrication du sucre,
et reconstruit ces RuBPs.
Sur les 12 G3Ps regroupés,
deux sont siphonnées pour former
cette chaîne de glucose riche de six atomes de carbones.
Celui que vous alimente via votre petit-déjeuner. Ça marche !
Mais sur la ligne de fabrication,
les sous-produits de cette production de sucre
sont rapidement assemblés pour recréer ces six RuBPs.
Cela nécessite 30 atomes de carbone,
le nombre exact contenu par les 10 G3PS restants.
Maintenant un mélange moléculaire se produit.
Deux des G3Ps sont soudés ensemble
et forment une séquence de six atomes de carbone.
En ajoutant un troisième G3P, une chaîne de 9 atomes de carbones est créée.
Le premier RuBP, composé de cinq atomes de carbone,
est moulé à partir de ça,
laissant derrière quatre atomes de carbone.
Mais il n'y a pas de gaspillage ici.
Ils sont soudés à une quatrième molécule de G3P,
créant une chaîne de 7 atomes de carbone.
Ajoutée à une cinquième molécule de G3P,
une chaîne de 10 atomes de carbone est créée,
ce qui est suffisant pour élaborer maintenant deux autres RuBPs.
Avec trois RuBPs complets recréés
à partir de cinq des dix G3Ps,
simplement en dupliquant ce processus
seront renouvelées les six chaînes de RuBP
nécessaires pour recommencer le cycle.
Ainsi, le cycle de Calvin génère le nombre précis
d'éléments et de processus
nécessaires pour que cette ligne de production biochimique
tourne à l'infini.
Et ce n'est qu'un des cent et quelques cycles
présents dans la nature.
Pourquoi autant ?
Parce que si les processus de production biologiques étaient linéaires,
ils ne seraient pas aussi efficaces et ne réussiraient pas aussi bien
dans l'utilisation de l'énergie pour la fabrication des matériaux
sur lesquels la nature repose, comme le sucre.
Les cycles créent des boucles de rétroaction vitales
qui réutilisent et reconstruisent de façon répétée les ingrédients
qui élaborent autant que possible
sur les ressources disponibles de la planète.
telles que le sucre,
créé en utilisant la lumière du soleil brute et du carbone
transformés dans les usines des plantes
pour devenir l'énergie qui vous alimente
et maintient les cycles qui tournent dans votre propre vie.