L’historique d’une découverte

Les premières tentatives d’explication de la photosynthèse remontent à l’antiquité : Aristote, un philosophe grec, pensait que les plantes pouvaient recevoir du sol tous les éléments nécessaires à leur croissance. Lorsque les organismes meurent et se transforment à leur tour en constituants du sol, le cycle est bouclé.

Ce n’est qu’au XVIIème siècle que Jan Baptist Van Helmont, un médecin flamand, contesta réellement cette théorie. Il fit l’expérience suivante : il mesura l’augmentation de poids d’un saule planté dans un bac de terre, qu’il arrosait uniquement avec de l’eau de pluie. En cinq ans, le poids de la plante augmenta de 77 kg alors que le poids du sol ne diminua que de 57 kg. Il en déduisit que seule l’eau fournissait aux plantes leurs éléments de croissance.

En 1727, Stephen Hales, un chimiste anglais, publia un ouvrage dans lequel il déclarait que la lumière et l’air devaient être des facteurs de la croissance des plantes.

Entre 1771 et 1777, Joseph Priestley, un autre chimiste britannique, fit une série d’expériences sur la combustion et la respiration d’où viennent les fondements de la théorie moderne de la photosynthèse. Il découvrit qu’une plante, placée sous cloche, peut vivre sans renouvellement d’air, tandis qu’une souris y meurt asphyxiée. Il remarqua que la composition de l’air sous la cloche était modifiée après qu’une souris y ait respiré ou qu’une bougie y ait brûlé. Cet "air fixe" (le gaz carbonique) ne pouvait plus subir d’autre combustion ou respiration. Cependant, l’introduction d’une pousse de menthe verte sous la cloche pouvait modifier cet air en un air contenant de l’oxygène et permettant à nouveau à une bougie d’y brûler ou à une souris d’y respirer. Priestley mis en évidence le rejet de l’oxygène par les plantes, mais ne comprit pas l’importance de la lumière dans ce phénomène.

Ce fut en 1779 que Jan Ingen-Housz, un médecin et botaniste néerlandais affina les idées de Priestley. Il observa que les plantes pouvaient produire de l’air contenant de l’oxygène uniquement en présence de lumière. Le rôle de la lumière dans la photosynthèse était clairement établi. En 1782, un pasteur suisse, Jean Sénebier, comprit que les plantes utilisent du gaz carbonique et qu’elles libèrent de l’oxygène dans l’athmosphère.



Au début du XIXème siècle, Nicolas Théodore de Saussure (le fils de Horace Bénédict qui fut l'une des premières personnes à gravir le Mont Blanc), un chimiste et naturaliste suisse, démontra que les plantes consommaient de l’eau lors de la photosynthèse.

La "substance verte" des feuilles fut isolée en 1817 par deux chimistes français, Pierre Joseph Pelletier et Joseph Bienaimé Caventou et nommée chlorophylle.

Grâce à la théorie de la conservation de l’énergie, Julius Robert Von Mayer, médecin et physicien allemand, comprit la transformation par les plantes de l'énergie lumineuse en énergie chimique. Finalement, ce fut en 1864 que le botaniste allemand Julius von Sachs mit en évidence l'accumulation de grains d'amidon dans les chloroplastes en présence d'une source de lumière. La même année, le chimiste français Jean-Baptiste Boussingault détermina que le quotient photosynthétique (rapport existant entre le volume d'oxygène produit et le volume de gaz carbonique consommé) était voisin de 1.

Une fois les éléments de base connus, les chercheurs entreprirent d'étudier plus en détail les mécanismes.
En 1920, Otto Warburg (prix Nobel de physiologie et de médecine en 1931) et Warbus Negelein démontrèrent que la photosynthèse compte plusieurs phases distinctes et que diverses molécules sont nécessaires.