Tous les êtres vivants ayant envahi l’ensemble de la planète Terre sont dépendants pour leur survie d’une forme d’énergie universelle c’est-à-dire ubiquitaire dont le représentant commun à toutes ces espèces est l’ATP, abréviation d’adénosine triphosphate. Qu’il s’agisse des algues unicellulaires photosynthétiques ou des bactéries, des invertébrés, des insectes ou des vertébrés dont l’homme fait partie la seule forme d’énergie qu’une cellule est capable d’utiliser pour ses besoins propres est cet ATP. Cette molécule présente particularité de posséder une liaison chimique entre deux phosphates dite “riche” en énergie. La machinerie cellulaire capable de produire cette molécule est la mitochondrie chez tous les êtres vivants incapables d’utiliser l’énergie des photons solaires et le chloroplaste chez les plantes terrestres et les algues, y compris les algues unicellulaires et certaines bactéries dont le chloroplastes est peu différencié.
Pour produire cet ATP il faut ce que l’on appelle trivialement un combustible pour les êtres vivants incapables d’utiliser l’énergie solaire. Or ce processus de production de l’ATP conduit à un déchet fatal, c’est-à-dire incontournable, qui est le CO2 et dans la très grande majorité des êtres vivants ce combustible est le glucose. La synthèse du glucose nécessite de l’énergie gratuitement fournie par le Soleil pour les plantes et les algues. Les êtres vivants non synthétisants sont incapables de fabriquer du glucose par conséquent nous êtres humains au bout du processus de l’évolution sommes contraints de trouver du glucose et ce “combustible” indispensable à notre survie nous le trouvons chez les plantes comme par exemple les pommes de terre ou les fruits. La synthèse de ce glucose a nécessité de l’énergie mais aussi la fixation de CO2, c’est la raison pour laquelle on appel ces sucres des “carbonhydrates” mais il ne faut pas oublier que les plantes, dans l’obscurité de la nuit, rejettent du CO2 car leur métabolisme ne s’arrête pas quand il n’y a plus de photons solaires. En résumé dans un monde idéal il devrait exister un équilibre entre l’énergie produite sous forme de glucose par tous les êtres vivants photosynthétisants et fixant du CO2 et tous les autres êtres vivants dépendant du glucose pour leur survie mais produisant alors du CO2.
Il s’agit d’une vision très schématique qui décrit la réalité telle que nous la vivons sur la Terre, ce que l’on appelle la biosphère, dépend donc du carbone sous forme de CO2. Chaque fois qu’un être humain respire il emmagasine de l’oxygène pour “brûler” une source carbonée, le glucose en l’occurence, et il rejète du CO2 et tous les êtres vivants font de même. La situation est favorable en terme de “bilan carbone” uniquement chez les plantes et les algues pluricellulaires ou monocellulaires et certaines bactéries disposant de systèmes de capture des photons solaires comme les cyanobactéries. Les seuls représentant du monde vivants incapables de produire leur propre énergie sous forme d’ATP sont les parasites comme par exemple les virus.
Nous êtres humains faisons partie de cet ensemble qui est appelé la “biosphère” qu’on devrait plutôt appeler la “carbosphère”. Mais oublions ce néologisme et contentons nous de parler de biosphère. Il y a quelques années des chercheurs du California Institute of Technology, le CalTech, ont fait un recensement minutieux de tous les membres de cette biosphère et cet immense travail a fait l’objet d’une publication que les personnes intéressées par la biosphère devraient avoir lu. L’article publié dans les PNAS est disponible :www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1711842115 et il fourmille de données incontestables qui ont pour avantage de remettre à leur juste place tous ceux qui prétendent que le carbone est néfaste pour la survie de l’humanité et le climat. J’avais écrit sur ce blog un article au sujet de cette publication le 5 juin 2018 et le présent billet apporte des éclaircissements. Dans les informations supplémentaires attachées à cet article (www.pnas.org/content/suppl/2018/O7/13/1711842115.DC1 ) on trouve une autre représentation globale de cette biomasse et l’unité de mesure utilisée est la gigatonne de carbone (Gtc).

La représentation de Voronoi à laquelle nous ne sommes pas habitués est figurée aussi sous forme de “camembert”, restons français, et elle montre trois faits incontournables. La fixation de carbone par les plantes, les algues, le phytoplancton et les bactéries photosynthétiques dont la quantité est négligeable mais je les ai mentionné par honnêteté, compte tenu de la médiocrité du rendement du processus de fixation du carbone (voir plus loin), représente 84 % de l’ensemble de la biosphère. Le reste de cette biosphère dépend donc directement pour sa survie des 450 gigatonnes que représentent ces êtres vivants capables de fixer du carbone. Et dans sa grandeur incommensurable l’ensemble de l’humanité représente 0,01 % de l’ensemble de la biosphère. Je ne voudrais pas être vexant mais il y a 3 fois plus de mollusques que d’êtres humains en gigatonnes de carbone.
La nature a donc bien fait les choses puisque le processus de fixation du carbone est désastreux en termes de rendement. L’explication tient en un mot : le très mauvais fonctionnement de l’enzyme clé intervenant dans cette fixation du carbone. Il s’agit de la RuBisCO ( https://en.wikipedia.org/wiki/RuBisCO ) , le seul enzyme capable dans la nature de fixer le carbone inorganique sous forme de CO2. L’idéal serait de modifier judicieusement cette protéine afin qu’elle ne souffre plus trop de la présence de l’oxygène atmosphérique qui est un puissant inhibiteur de son activité. La RuBisCO est de très loin l’enzyme le plus abondant sur la Terre (voir infra) et il est à l’origine de la vie.
Maintenant je vais formuler ici quelques remarques indispensables pour clarifier les esprits. Quand ont prétend que le CO2 est néfaste pour le climat il faut bien se souvenir que le CO2 est source de toute vie sur la Terre. D’ailleurs depuis la fin du dernier “petit âge glaciaire” qui se termina à la fin du XIXe siècle, le taux de CO2 atmosphérique n’a cessé d’augmenter en raison également de la révolution industrielle et la conséquence aisément mesurable à l’aide de satellites est un reverdissement de la planète car le rapport CO2/O2 a très légèrement augmenté. Le réchauffement relatif du climat a provoqué un petit dégazage des océans dès le début du vingtième siècle et ce dégazage a finalement été bénéfique pour la biosphère végétale. Il faut chercher presque en vain la présence de mammifères et d’oiseaux sauvages dont les adeptes de la protection de la biosphère font grand cas. C’est tout simplement de la propagande. Certes, quand il n’y avait encore qu’une poignée d’Homo sapiens sur la planète il y a 50000 ans ces animaux sauvages servaient de nourriture pour nos ancêtres. L’avènement de l’agriculture et de l’élevage, fruits d’un long travail d’adaptation et de sélection par nos ancêtres depuis le début de l’Holocène il y a une douzaine de milliers d’années a relativement freiné ce que d’aucuns appellent une extermination de ces espèces sauvages. Je vais être un peu dérangeant mais la planète se passerait très bien d’animaux sauvages. Je suis désolé pour les écolos germanopratins ou du quartier du Marais à Paris.
Notes additionnelles. Si pour les plantes (en vert dans les diagrammes) on ne prend en considération que les feuilles à l’exclusion des troncs, des racines et des branches , les algues étant uniquement constituées de feuilles, cela représente 150 Gtc et la RuBisCO représente 30 % des protéines solubles de ces 150 Gtc. En me référant à la quantité de protéines solubles obtenues à partir de 1 kg d’épinards on obtient environ 100 grammes de protéines solubles si l’extraction se déroule correctement. Dans la représentation ci-dessus la RuBisCO représente donc approximativement et à elle seul 25 Gtc, soit 400 fois plus que l’ensemble de l’humanité en Gtc !! Il s’agit donc bien de l’enzyme le plus abondant de la planète. La molécule d’ATP contient également un sucre, le ribose, et ce sucre est synthétisé par le cellule à partir du glucose. Enfin la principale source de glucose est constituée des céréales, des tubercules, pommes de terre, betteraves, tarot, patate douce, manioc, … et des fruits.