Nous connaissons tous la phycocyanine, mais connaissons-nous son origine et sa fonction première ? Un petit retour aux origines de la vie sur Terre pour découvrir cette molécule fascinante !

C’est à l’ère précambrienne que commence l’histoire de la phycocyanine

Il y a environ 4 milliards d’années, l’atmosphère terrestre, principalement composée de gaz volcaniques, était composée en grande partie de :

• vapeur d’eau (plus de 80 %)
• dioxyde de carbone
• sulfure d’hydrogène
  
• dioxyde de soufre

Après refroidissement, une grande partie de cette eau se condense pour former les océans où les bactéries prennent vie. En raison de l’absence d’oxygène, les formes primitives de ces bactéries utilisent la fermentation. Cette fermentation aide à obtenir de l’énergie à partir de la matière organique disponible pour l’alimentation.

Puis, il y a environ 3 milliards d’années, avec la diminution des substrats organiques disponibles pour la fermentation, une classe de bactéries capables de produire leur propre énergie émerge. Ce sont des bactéries autotrophes. Ils utilisent ensuite une autre source d’énergie, la lumière. Ils convertissent en énergie chimique pour réduire le dioxyde de carbone en glucose. On assiste alors à l’apparition d’une catégorie de bactéries photosynthétiques, les cyanobactéries, qui utilisent l’eau comme source d’électrons. Au cours de cette réaction, l’oxygène contenu dans la molécule d’eau est libéré. Et c’est lui qui, au fil des millénaires, a façonné l’atmosphère et la vie aérobie sur Terre telle que nous la connaissons aujourd’hui.

Pour capter l’énergie solaire, les cyanobactéries utilisent la chlorophylle

C’est un pigment vert présent dans toutes les formes végétales. Cependant, la chlorophylle n’absorbe l’énergie lumineuse que dans le bleu et le rouge du spectre lumineux. Pour absorber l’énergie lumineuse plus efficacement et sur une gamme d’ondes plus large, les cyanobactéries développent alors des pigments spéciaux, appelés pigments accessoires. Ces pigments vont capter l’énergie à d’autres longueurs d’onde. Ce qui complète ainsi l’action de la chlorophylle. Tout cela avec l’objectif ultime de la survie des cyanobactéries grâce à l’utilisation de diverses ressources. Ce qui leur permettra de coexister avec d’autres espèces dans le même environnement.

Il existe plusieurs types de pigments accessoires qui diffèrent par leurs longueurs d’onde d’absorption, leur sélectivité ayant été fortement influencée par l’environnement dans lequel vivaient les cyanobactéries.

Ainsi les cyanobactéries, et autres plantes/algues aquatiques d’ailleurs, vivant dans les eaux océaniques ont des pigments captant la lumière bleue (par exemple divinyl-chlorophylle a et b). Celles vivant dans des eaux moins profondes ont développé des pigments capables de mieux capter la lumière verte (ex. phycoérythrine). Et ceux qui vivent dans des eaux plus turbides et peu profondes utilisent des pigments qui capturent plus efficacement la lumière rouge et orange (par exemple la phycocyanine). La spiruline, vivant dans les lacs saumâtres et alcalins, est donc dotée de phycocyanine afin de mieux capter la lumière solaire et ainsi se faire une place permanente, et peut-être dominante, dans ce milieu aquatique.

La phycocyanine est donc le résultat d’une évolution et d’une adaptation façonnée lentement mais sûrement depuis la nuit des temps… Si l’on ajoute à cela le fait que la molécule de phycocyanine a une très forte ressemblance biologique avec l’hémoglobine, et que la Nature ne fait pas de coïncidence, il ne reste plus qu’un « pas » pour imaginer tout ce que cette molécule pourrait apporter d’utile et de bénéfique à l’Homme.

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