Chlorophylle

La chlorophylle : tout le monde voit ce que c’est. LE pigment vert, unique, qui capte la lumière du soleil et donne aux plantes leur couleur. Trois idées en une seule phrase - et les trois méritent d’être revues.

D’abord, il n’y a pas UNE chlorophylle.

C’est une petite famille de molécules très proches, désignées par des lettres : a, b, c, d, f (une « chlorophylle e » a bien été signalée autrefois, mais si mal caractérisée qu’on n’en parle presque plus). La chlorophylle a est le moteur commun à tout ce qui pratique la photosynthèse libérant de l’oxygène - des cyanobactéries aux grands arbres. La chlorophylle b l’accompagne chez les plantes terrestres et les algues vertes : c’est la signature de la lignée verte. Les autres (c, d, f) équipent d’autres organismes - diatomées, algues brunes, certaines cyanobactéries qui captent jusqu’au rouge lointain. Une même fonction, plusieurs molécules (voir Chimie).

Ensuite, ce vert n’est pas ce que la plante recherche.

C’est même l’inverse. La chlorophylle absorbe surtout la lumière rouge et la lumière bleue - c’est de là qu’elle tire son énergie. Le vert, elle ne sait guère l’exploiter : elle le renvoie. Autrement dit, une feuille nous paraît verte parce que le vert est précisément la couleur qu’elle rejette. D’une plante, nous voyons la lumière dont elle n’a pas voulu.

Enfin, la chlorophylle ne travaille jamais seule.

Elle est entourée d’une équipe de pigments - d’autres chlorophylles, des caroténoïdes jaunes et orangés - qui captent des couleurs qu’elle laisse passer et lui transmettent l’énergie récoltée, comme une antenne. C’est ce qui éclaire l’automne : ces caroténoïdes étaient là tout l’été, masqués par le vert dominant. Quand, aux jours courts, la chlorophylle se dégrade la première, ils apparaissent. La feuille ne « devient » pas jaune : elle cesse d’être verte. (Les rouges de certaines feuilles, eux, sont bien de nouveaux pigments : les anthocyanes.)

Un dernier mot, pour la route.

Regardez de près la molécule de chlorophylle et celle de l’hème - le cœur de notre hémoglobine, ce qui rend le sang rouge. Même architecture : un grand anneau formé de quatre noyaux pyrrole (un tétrapyrrole, de la famille des porphyrines), refermé autour d’un atome métallique. Une différence décisive au centre : magnésium pour la chlorophylle, fer pour l’hème. Et la parenté n’est pas qu’un air de famille : la plante fabrique les deux à partir d’un même précurseur, la voie ne bifurquant qu’à la fin, selon l’atome qu’on loge au cœur de l’anneau.

Alors, le « sang » de la plante, est-ce sa sève ou sa chlorophylle ? Les deux, chacun à sa manière. Par la fonction - le liquide qui circule et nourrit -, c’est la sève. Mais par la chimie, la vraie sœur de notre hémoglobine, c’est la chlorophylle. De sorte que le sang de la plante, si l’on y tient, serait vert - et qu’au lieu de courir dans des veines, il capte la lumière.

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Pour aller plus loin (niveau plus technique) - trois précisions pour les curieux de chimie.

Porphyrine ou chlorine ? L’hème est une vraie porphyrine ; la chlorophylle, elle, est une chlorine - une porphyrine dont l’un des quatre noyaux pyrrole est réduit (un peu plus « saturé » en hydrogène). S’y ajoutent un cycle supplémentaire (le cycle isocyclique, dit cycle E) et une longue queue lipophile, le phytol, qui ancre la molécule dans les membranes où se joue la photosynthèse.

Le carrefour de biosynthèse. Le « même précurseur » évoqué plus haut porte un nom : la protoporphyrine IX. Là, deux enzymes se disputent la molécule : la ferrochélatase y insère un ion fer (Fe²⁺) - c’est la voie de l’hème ; la magnésium-chélatase y insère un ion magnésium (Mg²⁺) - c’est la voie de la chlorophylle. Une seule bifurcation, deux destins.

a et b : une lettre, un groupement. Les chlorophylles a et b ne diffèrent que par un substituant porté par un même noyau : un méthyle (-CH₃) chez la a, un formyle (-CHO) chez la b. Ce petit changement décale l’absorption de la b vers d’autres longueurs d’onde et élargit, à elles deux, la gamme de lumière captée par la lignée verte.