Questions - Réponses

Sciences

Pourquoi la chlorophylle est-elle fluorescente sous les UV?

Sylvain Loubéry

Réponse de Sylvain Loubéry

Docteur

Section de biologie

Université de Genève

La fluorescence est une propriété qui consiste à être capable d’absorber des photons d’une certaine longueur d’onde et, en conséquence, de rapidement émettre des photons de plus grande longueur d’onde (et donc de moindre énergie). Cette propriété est due à la structure même de la molécule considérée, qui est capable d’interagir avec la lumière si elle possède des doubles liaisons conjuguées.

La chlorophylle est effectivement fluorescente. Si on considère une solution de chlorophylle que l’on éclaire avec un rayonnement ultra-violet, on observe que la solution semble devenir rouge: les molécules de chlorophylle sont excitées par les rayons ultra-violets et, en revenant à leur état basal, elles émettent de la lumière rouge.

La raison profonde en est que la chlorophylle (tout comme les autres pigments assimilateurs des végétaux, et notamment les carotènes) a pour fonction d’absorber la lumière pour permettre la photosynthèse. Autrement dit, la fonction de ces molécules est d’absorber de l’énergie lumineuse, pour ensuite la transférer aux protéines de la chaîne photosynthétique; grâce à cette énergie, la machinerie photosynthétique va pouvoir fabriquer des sucres et de l’oxygène à partir de dioxyde de carbone et d’eau.

Revenons maintenant à notre solution de chlorophylle. Quand on l’éclaire avec des ultra-violets, les molécules de chlorophylle absorbent la lumière et accumulent de l’énergie. Par contre, comme les autres protéines de la chaîne photosynthétique ne sont pas présentes, le moyen par lequel la chlorophylle va évacuer l’énergie accumulée est en émettant de la lumière. On peut aussi observer cette fluorescence si on éclaire une feuille avec un rayonnement ultra-violet suffisamment puissant: l’explication en est alors que la chlorophylle peut transférer une partie de l’énergie à la machine photosynthétique, mais elle accumule un surplus d’énergie qu’elle évacue alors par fluorescence.

En vérité, la chlorophylle ne fluoresce pas uniquement quand elle est exposée aux ultra-violets: on observe le même phénomène si on l’éclaire avec de la lumière bleue ou rouge. Autrement dit, la chlorophylle est capable d’absorber toutes les longueurs d’onde du spectre visible sauf le vert… et c’est la raison pour laquelle la plupart des plantes sont vertes !

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