• Photosynthèse
• Les autres pouvoirs de la lumière
• L'oeil
• Bioluminiscence

Photosynthèse

La photosynthèse est le processus de création des corps organiques à partir de l'eau et de CO₂. La lumière y joue un rôle crucial. La photosynthèse est le plus important parmi tous les processus biologiques et chimiques car toute la vie sur terre dépend de la conversion de l'énergie solaire en énergie chimique. Elle a lieu dans les parties vertes d'une plante qui contiennent les chloroplastes. Le nombre de chloroplastes d'une cellule végétale est compris entre 40 et 50. Les chloroplastes sont des corpuscules qui contiennent des entités en forme de grain - les thylacoïdes. Ceux-ci portent la chlorophylle. L'espace entre les thylacoïdes est rempli par de la matière liquide qu'on appelle le stroma. La chlorophylle est le pigment qui joue le rôle-clé dans la conversion de l'énergie solaire en énergie chimique. Il existe plusieurs types de chlorophylle. Ce sont les types A, B, C et D; ceux qui interviennent le plus dans la photosynthèse sont le A et le B.

1. La granule - ensemble de thylacoïdes, 2. Un thylacoïde, 3. Le stroma 4. La membrane intérieure 5. La membrane extérieure

La chlorophylle mise à part, les thylacoïdes contiennent d'autres types de pigments. Ce sont la carotène et la xantophylle.

La carotène reçoit l'énergie solaire et la transmet aux électrons de la chlorophylle, qui la transforment en énergie chimique. Une partie de cette énergie se fixe sur l'ATP, tandis que le reste est toujours libre dans les thylacoïdes. Cette énergie libre agit sur la molécule d'eau qui, au bout d'un processus complexe, se décompose en hydrogène et oxygène. Ce dernier se libère dans le milieu extérieur. Cette phase de la photosynthèse s'appelle la phase claire, car elle se produit en présence de lumière solaire.

La phase suivante dans le processus de photosynthèse s'appelle la phase sombre car elle ne nécéssite pas la présence immédiate de lumière solaire. Tous les produits da la phase claire quittent les tylacoïdes et partent dans le stroma. Au bout de plusieures étapes complexes, l'hydrogène et le CO₂ sont transformés en un sucre simple. A partir de ce sucre, du nitrogène, soufre et phosphore puisés dans la terre, une plante verte peut produire les matières grasses, les protéines et les autres ingrédients composés indispensables pour la vie. Ces ingrédients sont nécéssaires pour l'alimentation, et ils sont distribués dans toute la plante grâce aux processus de diffusion et d'osmose.

L'importance de la photosynthèse réside aussi dans le fait qu'elle est responsable de la production de l'oxygène qu'utilisent les êtres vivants lors de la respiration. Il existe deux moments dans le cycle journalier quand la photosynthèse et la respiration interne de la plante sont en équilibre. Ces moments s'appellent les points de compensation, et ils se produisent à l'aube et au crépuscule. La photosynthèse fabrique alors la quantité exacte de hydrocarbures et d'oxygène pour la respiration interne, et celle-ci fabrique la quantité exacte de CO₂ et de l'eau pour la photosynthèse.

Les autres pouvoires de la lumière

Les plantes n'ont pas de système nerveux, mais réagissent toutefois à certaines excitations. On peut citer à titre d'exemple les phototaxies et les phototropismes. Les phototaxies sont les mouvements des plantes monocelluaires, et les phototropismes - ceux des plantes polycellulaires. Les uns et les autres dépendent de la lumière et peuvent être orientés dans le sens de la source ou dans le sens contraire. Les phototropismes sont les déplacements de certaines parties de la plante (la tige, les feuilles) vers la source lumineuse. La lumière agit aussi sur la germination et la floraison. La germination est le plus favorisée par la lumière rouge-claire, tandis que le rouge foncé crée l'effet contraire.

La provitamine D, qui est présente dans la peau, se transforme en vitamine D sous l'influence de la lumière. La vitamine D participe au contrôle du dépot de calcium dans les os, contribue à la régulation du rapport entre le calcium et le phosphore dans le sang, et du métabolisme des sels mineraux.

L'oeil

L'oeil est l'organe responsable de la vision qui, après avoir été excité par des rayons lumineux venant d'un objet, transmet cette excitation au cerveau. Ce dernier interprète les excitations et crée les images. L'oeil consiste en un globe creux et rond (le globe oculaire) qui est composé de plusieures couches. L'oeil est situé dans une cavité dans le crane et il est protégé par les paupières et les cils.

L'oeil est composé de :

1. La rétine, c'est-à-dire une couche de tissu au dos de l'oeil, qui, elle, est composée de pigments et de nerfs i.e. de cellules sensitives et de leurs terminaisons.

2. Le ligament suspenseur

3. La cornée, qui est un prolongement de la sclérotique et qui réfracte les rayons lumineux sur la lentille.

4. La pupille.

5. La lentille, corps transparent qui dirige les rayons lumineux vers un foyer commun.

6. La cavité antérieure, i.e. l'espace entre la cornée et l’iris rempli de liquide qui contient des sucres, sels et protéines.

7. L'iris, disque opaque traversé par les vaisseaux sanguins et percé par une ouverture centrale - la pupille.

8. Le corps ciliaire

9. Le muscle

10. La cavité postérieure, i.e. l'espace derrière la lentille rempli de liquide dense qui donne sa forme au globe oculaire, protège la rétine et contribue à la réfraction de la lumière.

11. La tache aveugle

12. Les vaisseaux sanguins

13. Le nerf optique

14. La tache jaune, qui représente le morceau de tissu jaunâtre qui possède le plus de récépteurs nerveux, et c'est la zone de vue la plus sensible.

15. La sclérotique, i.e. la coque protectrice blanche.

La lumière qui vient de l'objet observé tombe sur la sclérotique, passe par la cavité antérieure de l'oeil et tombe ensuite sur la lentille. Celle-ci réfracte la lumière et la dirige vers la rétine. La lumière passe ensuite par la cavité postérieure et tombe sur la tache jaune. Ici se crée l'image inversée de l'objet. La lumière contribue alors à la décomposition de la protéint rhodopsine. Les produits de cette décomposition excitent les récépteurs nerveux. Ceux-ci transmettent l'excitation aux neurones qui la dirigent vers le cerveau grâce aux tiges de nerfs. Le cerveau crée alors l'image rectifiée de ce qu'on observe.

Les défauts de l'oeil

Les défauts de l'oeil sont dûs aux anomalies de réfraction: l'hypermétropie, la myopie, l'astigmatisme.

LA MYOPIE est un défaut inné. Le cristallin des myopes est trop convergent et les images se forment avant la rétine. Cette anomalie se compense avec les lunettes aux verres concaves.
L'HYPERMÉTROPIE est une anomalie de la vision dûe à un défaut de convergence du cristallin; l'image se forme en arrière de la rétine. On corrige l'hypermétropie par des verres convergents.
L'ASTIGMATISME est une anomalie da la vision dûe à un manque d'homogénéité dans la réfringence des milieux transparents de l'oeil. Les rayons lumineux parallèles passant par une lentille astigmatique ne traversent pas de foyer commun. Les astigmates ne voient pas bien et leurs yeux se fatiguent souvent. On corrige cette anomalie par des verres de correction spéciales.

La bioluminiscence

La bioluminiscence est l'émission de signaux lumineux par certaines espèces animales. Quelques organismes monocellulaires peuvent briller entiers, tandis que les insectes et les poissons ont des glandes spéciales qui secrètent de la matière luminiscente qu'on appelle la luciférine. Elle est le plus présente chez les animaux de mer (crabes, poissons), surtout en été. Les images de petits animaux brillants sous la surface de la mer, ou de multitudes de vers luisants dans les nuits d'été, sont particulièrement belles. On peut observer le même phénomène lorsque les bactéries photogènes attaquent les poissons morts ou le bois pourri.