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Les plantes extraterrestres ne sont pas bleues

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Il suffisait d'y penser : pour exploiter l'énergie lumineuse de son étoile, la vie doit récupérer les longueurs d'onde les plus profitables. Ce qui dépend du type d'étoile et de la composition de l'atmosphère. Tout n'est donc pas possible.

Si les feuilles sont vertes, c'est pour profiter au mieux de la lumière du Soleil. Pourquoi en serait-il autrement sur d'autres planètes ? Crédit : Caroline Lepage

La vie n'est pas bête. Voilà ce qu'ont dû se dire les scientifiques réunis au sein du Virtual Planetary Laboratory, créé par la Nasa. Astronomes, biologistes et spécialistes de l'atmosphère ont réfléchi ensemble à la manière dont des organismes végétaux pourraient capter l'énergie lumineuse provenant de leur étoile.

Pour s'atteler à cette tâche, les chercheurs ont restreint leur investigation à la production de sucres par photosynthèse, ce que font tous les organismes terrestres qui vivent de la lumière. Pour en tirer le meilleur profit, les êtres vivants doivent utiliser au mieux le spectre de longueurs d'onde qui parvient sur le sol. Cette manne doit varier énormément d'une planète à l'autre. Elle dépend déjà du type d'étoile. Autour d'une naine rouge par exemple, la lumière rouge et infrarouge sera bien sûr abondante. Autour d'une étoile de très grande masse, la quantité de lumière sera peut-être très élevée. La qualité et la quantité de la luminosité dépendent aussi de l'atmosphère, par exemple de la présence ou non d'ozone qui arrête les ultraviolets.

La bonne couleur pour la meilleure énergie

Sous la houlette de Nancy Kiang, biométéorologiste à la la Nasa (Goddard Institute for Space Studies), l'équipe a introduit tous ces paramètres dans un modèle pour déterminer quelles sont les couleurs les plus efficaces pour les pigments de la photosynthèse. Que dit-il pour la Terre ? Que les plantes ont une bonne chance d'être vertes... Nous recevons en effet beaucoup de lumière rouge du Soleil, ainsi que du vert et un peu de bleu. Il vaut donc mieux absorber le rouge que le vert. Quant au bleu, il est moins présent mais plus énergétique (car de longueur d'onde plus faible). Les plantes terrestres ont donc logiquement choisi d'absorber le bleu et le rouge. « Et comme cela leur suffit, elles n'absorbent pas le vert et le réfléchissent. » résume Nancy Kiang. Rappelons-nous en effet que les plantes ont la couleur correspondant aux longueurs d'onde que, justement, elles n'utilisent pas.

Nourri avec des données sur les émissions lumineuses de différentes catégories d'étoiles, ce modèle a donné une liste de couleurs plausibles pour des organismes photosynthétiques qui chercheraient, comme nos plantes, à récupérer le maximum d'énergie, à moins qu'il n'y en ait vraiment de trop comme autour d'une étoile géante.

Près d'une naine rouge, qui émet dans les grandes longueurs d'onde et dont la puissance lumineuse est plutôt faible, les plantes auraient grand intérêt à être noires, pour absorber le maximum d'énergie. Si cette étoile émet beaucoup d'infrarouge, alors sans doute y aura-t-il des feuilles grises. Mais on pourra aussi trouver des végétaux violets qui chercheraient le rouge voire un peu de jaune.

Tout sauf bleu

Autour d'une étoile plus chaude que le Soleil, l'équipe de Nancy Kiang verrait bien des plantes blanches, pour limiter l'énergie reçue. Mais des feuilles vertes, jaunes, orange et rouges conviendraient aussi.

Bien sûr, la nature de l'atmosphère intervient de manière capitale. Par exemple, si les UV ne sont pas arrêtés, la vie aurait bien du mal à se maintenir en surface. Mais des organismes photosynthétiques pourraient vivre sous neuf mètres d'eau à condition que l'étoile soit plus froide que notre Soleil. Les végétaux pourraient alors capter suffisamment de photons tout en restant protégés des UV par la couche d'eau.

Mais partout, expliquent ces chercheurs, il est vraisemblable que la vie cherche à utiliser la lumière bleue, la plus énergétique. Les végétaux seraient alors de n'importe quelle couleur, sauf le bleu. Voilà pourquoi, si l'on veut détecter quelque part la signature d'une vie de type terrestre, mieux éviter de chercher le bleu...