Qu'est-ce que « Photorécepteurs » ?

Exemple 21.5 (Les deux bizarreries expliquées)

L’étoile faible disparaît quand on la regarde en face parce que la fovéa n’a que des cônes, qui exigent plus de lumière que l’étoile n’en fournit ; regardée de côté, sa lumière tombe sur des bâtonnets, qui la détectent. La veste est grise la nuit parce que les bâtonnets qui la voient n’ont qu’un seul pigment : ils peuvent rapporter combien de lumière, non quelle longueur d’onde. La couleur est une comparaison entre les trois types de cônes, et les cônes se taisent dans le noir.

Exemple 21.7 (Lire les courbes)

Lumière de $500\,\mathrm{nm}$ : cônes S à 8 %, M à 75 %, L à 40 % — vue comme un bleu-vert. Lumière de $620\,\mathrm{nm}$ : S à 0, M à 10 %, L à 42 % — rouge. Une personne sans cônes L ne reçoit, pour les deux, qu’une valeur S et une valeur M, et la seconde lumière donne S 0, M 10 : à peine distinguable d’un vert faible. Les couleurs que le type manquant aurait distinguées se confondent en une seule.

Exemple 22.5 (Gravitropisme et phototropisme)

Couchez un plant sur le côté. Dans la coiffe racinaire, des plastes denses remplis d’amidon se déposent en quelques minutes sur la nouvelle face inférieure des cellules de la columelle ; les transporteurs PIN3 de ces cellules se relocalisent sur la face inférieure ; l’auxine s’écoule de préférence le long du flanc inférieur de la racine où, au-dessus de l’optimum des cellules racinaires, elle inhibe l’élongation, et la racine s’incurve vers le bas. Dans la tige le même écoulement latéral vers le côté inférieur favorise l’élongation (l’optimum des cellules de tige est plus élevé), et la tige s’incurve vers le haut. Le phototropisme : la phototropine du côté éclairé d’une tige modifie la disposition des PIN de sorte que l’auxine s’accumule du côté ombré, qui croît plus vite, ce qui courbe la tige vers la lumière. Les deux mouvements sont lents — des heures — parce qu’ils sont de la croissance et non du déplacement, et tous deux sont irréversibles dans le tissu qui a poussé. Darwin (1880) montra que la pointe d’un plant de graminée perçoit la lumière et que la région du dessous se courbe ; Went (1928) recueillit l’influence dans un bloc de gélose posé sur une pointe coupée et montra qu’un bloc posé de façon asymétrique sur une tige décapitée la faisait courber : l’influence était une substance diffusible, qu’on nomma ensuite auxine.

Exemple 22.9 (L’horloge de la plante et la durée du jour)

Les plantes tiennent une horloge circadienne de même dessin que l’horloge animale et faite de pièces sans parenté : des facteurs du matin (CCA1, LHY) répriment un gène du soir (TOC1) dont le produit les réprime, avec d’autres boucles qui rendent robuste un cycle de 24 heures même sous lumière constante, et qui anticipent l’aube en ouvrant les stomates et en allumant les gènes de la photosynthèse une heure avant le soleil. La sortie la plus lourde de conséquences de l’horloge est la mesure de la durée du jour. Chez Arabidopsis, plante de jours longs, l’horloge fait s’accumuler la protéine CONSTANS en fin d’après-midi ; dans un jour long cette après-midi est encore éclairée, le phytochrome et le cryptochrome stabilisent la protéine, et elle allume FT dans la feuille ; dans un jour court la protéine est faite dans l’obscurité et détruite. La protéine FT, la florigène que les expériences de greffe poursuivaient depuis Tchaïlakhian (1936), voyage dans le phloème jusqu’à l’apex caulinaire et, avec un partenaire qu’elle y trouve, convertit l’apex de faiseur de feuilles en faiseur de fleurs. Les plantes de jours courts (riz, soja) emploient la même horloge avec le signe inversé. Une plante lit donc le calendrier en comparant un rythme interne à la lumière externe — la « coïncidence externe » que Bünning proposa en 1936 et que la génétique moléculaire a rendue littérale soixante-dix ans plus tard.