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Si de lointaines planètes habitables sont en orbite autour de deux ou plusieurs étoiles, elles ont probablement développé des arbres qui paraissent noirs pour les yeux de l’homme. Ces plantes sombres pourraient même se déplacer ou sécréter un écran solaire pour se protéger des étoiles flamboyantes, selon une nouvelle simulation.
Tout dépend de la particularité de la lumière disponible pour la photosynthèse, processus par lequel les plantes transforment la lumière du soleil en énergie. La photosynthèse produit de l’oxygène et fournit en fin de compte les bases de la vie sur Terre.
La plupart des plantes sur la Terre sont vertes parce qu’elles emploient une biomolécule, appelée chlorophylle, pour déclencher la photosynthèse. La chlorophylle absorbe la lumière du soleil, plus particulièrement dans les longueurs d’onde bleues et rouges, ce qui est logique, la lumière bleue est très énergétique et notre soleil projette de grands volumes de lumière rouge. La Chlorophylle réfléchit la lumière solaire autour de la partie verte du spectre électromagnétique, ce qui explique pourquoi les feuilles nous apparaissent vertes.
Mais il n’y a aucune garantie que les plantes sur des mondes extraterrestres procèderaient de la même manière. Les arbustes “aliens” pourraient, par exemple, être orange ou rouge, en fonction des longueurs d’onde de lumière qui sont à leur disposition.
Ci-dessous: exemples d'une plante plante terrestre aux couleurs sombres.
(pulsatille - Les émanants)
Dans l’étude présentée le 18 avril à la Royal Astronomical Society en Écosse, O’Malley-James et ses collègues de l’Université de St Andrews, ont évalué le potentiel photosynthétique de la vie dans les systèmes aux multiples étoiles avec différentes combinaisons de soleil similaire au notre (naine jaune) et d’étoiles naines rouges. Ils ont choisi ces types d’étoiles à bon escient; les naines jaunes (comme notre soleil) sont connues pour abriter des exoplanètes et les naines rouges sont les types d’étoiles les plus communes dans notre galaxie. Les naines rouges se trouvent souvent dans les systèmes multiétoiles et les astronomes pensent qu’elles sont assez vielles et stable pour donner à la vie une chance de prendre racine. Plus de 25 % des naines jaunes et 50 % des naines rouges sont présentes dans les systèmes multi-étoiles, selon les chercheurs.
« Si une planète était trouvée dans un système avec deux étoiles ou plus, il y aurait potentiellement plusieurs sources d’énergie disponibles pour déclencher la photosynthèse, » selon Jack O’Malley-James. « La température d’une étoile détermine sa couleur et, par conséquent, la couleur de la lumière utilisée pour la photosynthèse. Selon les couleurs de la lumière des étoiles, les plantes évoluent très différemment. »
L’équipe a réalisé des simulations sur ordinateur dans lesquelles les planètes, similaires à la Terre, seraient en orbite autour de deux étoiles proches l’une de l’autre ou très éloignées entre elles. L’équipe s’est également penchée sur des combinaisons de ces scénarios, avec deux étoiles proches entre elles et une plus éloignée.
Ils ont découvert que les planètes orbitant autour d’étoiles pourraient accueillir de la végétation très différente du vert, auquel nous sommes habitués ici, sur Terre.
Finalement elles seraient plutôt de couleur noire !
Représentation des différents cas de figures simulés :
« Les plantes accompagnées de naines rouges comme soleil, par exemple, pourraient apparaître à nos yeux, noires, absorbant toute la gamme de longueurs d’onde visibles afin d’utiliser autant de la lumière disponible que possible», a déclaré James O’Malley. Les plantes exotiques seraient capables de s’adapter à leurs étoiles par d’autres moyens également. Si leur terre d’accueil était en orbite autour de deux étoiles brillantes comme notre soleil, par exemple, elles pourraient développer leurs propres écrans solaires pour bloquer les nocifs rayons ultraviolets, selon les chercheurs. Certaines plantes sur terre pourraient le faire aussi bien. Ou bien, ces plantes exotiques pourraient abriter des microbes photosynthétiques qui se déplaceraient en réponse à de brusques éruptions solaires.
Bien sûr, cela n’est que spéculation, car les scientifiques n’ont pas encore trouvé, pour l’instant, de preuve concluante de toutes les formes de vie au-delà de la Terre. Celle-ci, pourrait d’ailleurs avoir temporairement, à l’échelle astronomique, deux soleils dans sont ciel (mon article : La Terre pourrait prochainement avoir un deuxième soleil dans son ciel, merci à la supernova Bételgeuse), mais nos plantes savent déjà comment s’en accommoder.
Le détail de l’étude parue sur la Royal Astonomical Society : NAM 14: Could black trees blossom in a world with two suns ? (source : gurumed)
UN article de Nancy Kiang
La couleur des plantes extraterrestres
Si les Martiens sont verts, ce n'est pas nécessairement le cas des plantes qui poussent sur d'autres planètes : bleues, violettes, voire noires, leurs couleurs dépendent de la lumière émise par l'étoile qui les éclaire.
L'essentiel
- La photosynthèse est adaptée aux longueurs d'onde de la lumière qui atteint les organismes.
- Ce spectre dépend de la lumière émise par l'étoile et des différents filtres mis en place, par exemple, par l'atmosphère.
- Sur des planètes éclairées par des étoiles d'un type différent de celui du Soleil, les plantes auraient sans doute d'autres couleurs que celles des végétaux de notre planète.
L'auteur
Nancy KIANG est biométéorologiste à l'Institut d'études spatiales Goddard, à la nasa, à New York.
Du même auteur
- La couleur des plantes extraterrestres
Depuis les années 1940, les Martiens sont nécessairement petits et verts. Aujourd'hui, les robots qui arpentent la planète rouge, et notamment Curiosity qui s'y est posé en août 2012, pourraient vérifier ces renseignements... si d'aventure ils rencontraient des Martiens. Ce scénario prête à rire, mais la quête d'une telle vie extraterrestre n'est plus de la science-fiction. En effet, des spécialistes traquent des signes physiques et chimiques des processus fondamentaux de la vie, des biosignatures. L'eau serait indispensable à la vie ? Et bien, en 2009, on a découvert que la planète Gliese 1214b en contiendrait beaucoup. Le 18 septembre 2012, on connaissait 837 exoplanètes, découvertes dans quelque 660 systèmes planétaires... L'une de ces planètes abrite-t-elle la vie ? Pour le savoir, on doit étudier la façon dont elle pourrait se trahir à nos instruments.
La photosynthèse pourrait produire de bonnes biosignatures. Sur Terre, même si certains organismes vivent de la chaleur et du méthane produits au fond des océans, ce processus constitue le fondement de pratiquement toute vie : la plupart des écosystèmes de notre planète dépendent de la lumière solaire. Un tel succès s'est peut-être reproduit ailleurs.
(extrait du film : Avatar)
On distingue deux types de biosignatures photosynthétiques : des gaz atmosphériques produits par voie biologique, tels l'oxygène et, indirectement, l'ozone ; des couleurs de surface trahissant la présence de pigments spécialisés telle la chlorophylle verte. Cette dernière idée est ancienne. Il y a un siècle, des astronomes ont attribué l'assombrissement saisonnier de Mars à la croissance d'une végétation et ont entrepris de le montrer en cherchant des biosignatures. Cependant, dans La guerre des mondes, H. G. Wells souleva une difficulté : « Le règne végétal sur Mars, au lieu d'être d'une couleur dominante verte, est d'une teinte vivante rouge sang. » On sait aujourd'hui que Mars est dépourvue de végétation (l'assombrissement est dû à des poussières), mais Wells avait raison : pourquoi les organismes photosynthétiques sur une autre planète seraient-ils nécessairement verts ?
D'ailleurs, sur Terre, tous les organismes photosynthétiques ne sont pas verts. Certaines plantes ont des feuilles rouges, tandis que l'on connaît des algues brunes ou bleues, et même des bactéries pourpres qui absorbent les infrarouges. Dès lors, comment identifier une photosynthèse sur une autre planète ? Les réponses dépendent de l'adaptation des organismes à la lumière d'une étoile différente du Soleil, filtrée par une atmosphère distincte de celle de la Terre. Voyons d'abord comment fonctionne la photosynthèse sur Terre.
L'énergie de la lumière solaire à la surface de la Terre est maximale pour des longueurs d'onde de 450 à 500 nanomètres, c'est-à-dire pour une lumière bleu-vert. En n'absorbant pas la lumière verte (c'est la couleur que l'on perçoit), les plantes ne gaspillent-elles pas la meilleure lumière disponible ? Non, car la photosynthèse ne dépend pas de la quantité totale d'énergie lumineuse, mais du nombre de photons qui peuvent être absorbés par la chlorophylle.
La collecte de lumière
L'énergie des photons est emmagasinée dans des molécules de sucres élaborées à partir du dioxyde de carbone et de l'eau, de l'oxygène étant libéré (voir l'encadré ci-dessous). La première étape de ce processus est la récolte des photons par les pigments photosynthétiques. Ces molécules opèrent au sein d'un réseau semblable à une batterie d'antennes. La chlorophylle absorbe préférentiellement les lumières rouge et bleue tandis que les caroténoïdes (qui confèrent aux feuilles leurs couleurs...(source : pourlascience)
VOIR AUSSI : La faune extraterrestre
Représentation d’une plante extraterrestre par un artiste.
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