Andrew Benson: "La chimie et la structure de la photosynthèse sont magiques"
Andrew Benson: "La chimie et la structure de la photosynthèse sont magiques"
Avec Calvin, il a expliqué l'une des clés du processus de photosynthèse, c'est pourquoi il est connu. Mais quel travail avez-vous fait exactement?
J'étais directeur du laboratoire étudiant la photosynthèse à l'Université de Berkley, et Calvin a eu un intérêt non seulement dans la photosynthèse, mais dans beaucoup d'autres domaines. Il avait également un autre laboratoire de recherche médicale. Il intéressait surtout la séparation des protéines, prétendait isoler et étudier la protéine qui donne Rh négatif au sang. Cette protéine prétendait étudier la cause de l'incompatibilité sanguine possible qui se produisait à la naissance du bébé.
Ainsi, bien que connu pour la photosynthèse, Calvin a également travaillé dans d'autres domaines.
C'est vrai. En plus des recherches des deux laboratoires cités, il avait à sa charge un grand groupe de personnes qui ont mené des recherches sur le métabolisme humain. Il a pris sa retraite en 1985 et est décédé à 89 ans en 1997.
Qu'est-ce que c'était exactement?
Mon but était d'analyser les réactions métaboliques qui se produisent dans le processus de photosynthèse, tant dans l'obscurité que dans la lumière. Avant que je ne commence, on pensait que la lumière était nécessaire pour que les plantes puissent intérioriser le dioxyde de carbone de l'atmosphère. Les théories visent alors une réaction photochimique entre le dioxyde de carbone et la chlorophylle. L'adsorption introduisait le dioxyde de carbone dans le métabolisme de la plante. Ainsi, la plante ne pouvait produire que des sucres avec de la lumière.
Grâce à mes recherches, j'ai montré que cela ne se passe pas. La plante accumule pendant la journée des molécules réductrices d'énergie élevée et synthétise les sucres avec cette énergie. J'ai montré que ce dernier processus peut être fait à la fois à la lumière et à l'obscurité. Dans la phase lumineuse de la photosynthèse, des molécules réductrices et non des sucres sont produites.
Pour le prouver, nous expérimentons avec des algues et du dioxyde de carbone radioactif. De plus, nous avons vu que les réactions de la phase lumineuse et sombre de la photosynthèse pouvaient être analysées séparément.
Depuis que vous avez fait ces recherches, avez-vous remarqué des changements dans la façon dont vous travaillez dans les laboratoires?
Oui, de ces expériences de 1942 beaucoup de choses ont changé. Il était alors nécessaire d'être chimiste pour expliquer quelques faits ou pour trouver des données, aussi bien que pour observer comment les réactions se produisaient. Maintenant, les machines et les kits ont remplacé ceux que nous avions imaginés dans la tête et vu dans les essais.
Comme il l'a dit dans son intervention, la méthodologie de chromatographie du papier est actuellement sous-évaluée.
À mon avis, le développement de la chromatographie papier méritait le prix Nobel, mais il ne l'a pas obtenu. Dans mes recherches, j'ai profité de toutes les ressources offertes par la chromatographie papier pour étudier les radio-isotopes et les composés inconnus. Jusque-là, il n'avait pas été fait.
Les chercheurs anglais qui ont inventé la chromatographie de papier n'étaient pas très bons produits chimiques, mais ont ouvert de nouvelles occasions pour tous les autres. Les laboratoires actuels sont remplis d'appareils très coûteux et informatisés. Ces outils fournissent des analyses très précises et fiables, mais ne peuvent pas trouver de nouvelles vérités.
Pensez-vous qu'il y a actuellement quelque chose à découvrir sur la photosynthèse ?
Ces dernières années, de nombreux excellents chercheurs y travaillent et ont résolu les réactions qui se produisent dans les deux « centres de réaction » qui contrôlent la phase lumineuse. La chimie et la structure magique de ces centres de réaction. Pour le trouver, il a fallu quatre décennies et un dur travail de beaucoup de gens.
Maintenant, la majeure partie du progrès est basée sur la génétique, en particulier sur le développement de structures et la régulation de la fertilité. Avec la génétique on peut obtenir des récoltes beaucoup plus abondantes, avec lesquelles on peut nourrir la population du tiers monde.
Après des recherches sur la photosynthèse, il s'est rendu en 1962 à l'institut océanographique Scripps de San Diego, où il a travaillé jusqu'à sa retraite. Qu'avez-vous fait à cette époque?
De tout. Jadis, j'avais 13 personnes à ma charge. Microbiologistes, chimiques, de tout. Tous les chercheurs de premier niveau.
Nous réalisons de nombreuses études et, entre autres, nous trouvons de la cire en copépodes. La cire est obtenue en combinant des alcools et des acides gras. Avec une chaîne de quarante carbone on obtient la cire que produisent les abeilles et avec une chaîne de vingt-deux carbone on obtient une cire liquide insaturée.
Les copépodes mangent des algues. Grâce à l'odeur, ils choisissent l'algue qu'ils aiment. Les capteurs d'odorat se trouvent sur les pieds et, en déplaçant l'eau qui les entoure, ils choisissent la bonne nourriture. De plus, s'ils trouvent quelque chose qu'ils n'aiment pas, ils l'abandonnent.
Si les copépodes sont bien nourris, 70% du corps est couvert par un grand sac de cire. Cette cire est une cire liquide, non saturée, que j'ai mentionné ci-dessus. Ils transforment la cire qu'ils prennent des algues pour qu'elle soit beaucoup plus liquide ; ils réduisent l'alcool de la cire.
Les copépodes consomment constamment des algues. Cela se produit surtout au printemps, lorsque la glace des glaciers fond et que l'eau est remplie de diatomées. Quand ils sont suffisamment mangés et cirés, ils vont au fond et deviennent adultes. Puis ils cherchent un couple et pondent des oeufs pour l'année suivante. Au printemps suivant, les algues remontent aux couches supérieures de l'eau au moment de leur croissance. Et à l'heure où les copépodes sont très épais, apparaît le saumon, qui se nourrit d'un tas de copépodes pour l'épaissir. C'est une très belle chaîne alimentaire.
Heureusement, nous n'avons pas eu de problèmes pour financer cette recherche et nous avons pu le faire.
Cependant, les recherches sur la photosynthèse n'ont pas fini là, non ?
Non, après de nombreuses années de travail avec des copépodes, nous avons commencé à étudier les propriétés du méthanol.
Les enquêtes ont commencé en 1974. Nous travaillons avec le Méthanol radioactif. Avec l'application de méthanol aux algues, nous avons vu que le métabolisme s'accélérait, rendant tous les processus plus rapide. Nous avons donc vu que les plantes aiment le méthanol.
Mon ami le docteur Arthur Nonomura a planté du coton sur un terrain de mille acres et, avec du méthanol, a reçu la récolte un mois avant la normale. En outre, il a réalisé que les plantes de cette parcelle étaient également à la recherche du soleil dans l'après-midi, quelque chose qui ne se passait pas sur d'autres terrains.
Normalement dans l'après-midi, la photosynthèse des plantes diminue considérablement, mais si le méthanol est administré, cela ne se produit pas. La plante continue à travailler sans cesse, de sorte que la récolte est obtenue beaucoup plus tôt.
Le docteur Arthur Nonomura et moi avons des brevets sur l'utilisation du méthanol et de ses dérivés; brevets de produits servant à améliorer les récoltes de maïs, de colza et d'autres plantes.
Quelles sont les implications de ces recherches à l'avenir ?
Je pense que ce genre de découvertes serviront à faire des récoltes plus productives dans le monde entier. Cependant, l'idée la plus importante est que les gouvernements ne se soumettent pas aux groupes religieux, car ils ont conduit l'homme à tant de guerres. La Terre ne peut supporter le gaspillage constant de matières premières et de force humaine qui engendre une guerre.
Aujourd'hui, avec tout ce que nous savons sur l'origine et la vie de l'univers, nous devrions avoir moins d'incitations à accepter les croyances qui ont duré longtemps. Cependant, parmi elles, il y a quelques leçons de la façon dont on devrait agir dans la société. Je pense qu'il faudrait les maintenir et les développer.
Andrew Benson Dans les années 1940, il était responsable du département de chimie de Caltech (California Institute of Technology) avec Sam Ruben. À la fin de la décennie, Calvin l'invita à se rendre à Berkley pour compléter le laboratoire étudiant la photosynthèse et devenir son directeur. Il a analysé le processus de fixation du dioxyde de carbone en utilisant le C-14. Par le carbone radioactif, il a clarifié les réactions de phase sombre, clé de la photosynthèse, identifiant et décrivant les réactions nécessaires pour transformer le dioxyde de carbone en sucres et molécules médiatrices. En 1958, toute la chaîne de réactions a été éclairée et en 1961 Calvin a reçu le prix Nobel de chimie pour cette découverte révolutionnaire. En 1962, il entre à l'institut océanographique Scripps, où il demeure jusqu'à sa retraite. Actuellement, à 85 ans, il continue de donner des conférences et est professeur émérite de l'institut. |
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