Les tomates sont des êtres vivants !

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Les végétaux puisent leur énergie du Soleil grâce à une machinerie complexe résidant dans les chloroplastes. Ils utilisent les photons pour couper l’eau selon une équation chimique simplifiée qui s’écrit ainsi :

2 H2O → O2 + 4 H+ (ou protons). Certes cette équation n’est pas équilibrée mais il apparaît aussi 4 électrons dans le processus qui est particulièrement complexe. Le terme photosynthèse n’est donc paradoxalement pas vraiment approprié puisque le rôle premier de la capture des photons solaires est la cassure des molécules d’eau. Deux protons sont ensuite utilisés pour réduire du NADP et deux autres protons sont pris en charge par l’ATP synthétase pour produire de l’ATP, le vecteur universel d’énergie cellulaire du monde vivant. Le NADP réduit ou encore NADPH est nécessaire à de nombreux processus métabolique dont la fixation du CO2 atmosphérique qui entre aussi dans les fonctions des chloroplastes. Cette fixation se fait grâce à l’intervention d’un enzyme, probablement le plus abondant sur la planète, la RUBISCO. Ces deux fonctions sont résumées dans les schémas ci-dessous (Wikipedia) :

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La cellule végétale contient aussi des mitochondries et c’est bien normal puisque la nuit le métabolisme ne peut pas s’arrêter en attendant le jour suivant. Les mitochondries produisent alors l’ATP nécessaire à la poursuite des activités métaboliques de la cellule. C’est la raison pour laquelle les végétaux produisent aussi du CO2, un peu le jour mais surtout la nuit. Les chloroplastes contiennent, outre la chlorophylle, de nombreux autres pigments collaborant au processus de capture des photons, dont des caroténoïdes qui confèrent une couleur rouge-orangée à de nombreux fruits et fleurs. On sait aussi que la cellule végétale contient enfin des inclusions riches en ces caroténoïdes appelés chromoplastes mais auxquels aucune fonction métabolique n’avait encore été attribuée.

Mais qu’advient-il dans un fruit comme une tomate ? Une tomate, pour prendre cet exemple, était considérée comme un tissu mort, sans métabolisme significatif, jusqu’à une récente découverte de la fonction d’un troisième système cellulaire de fourniture d’énergie différent des chloroplastes mais également des mitochondries. Et ce système se trouve être situé justement dans ces chromoplastes.

Quand une tomate commence à murir les chloroplastes dégénèrent et forment alors des chromoplastes dont on n’a qu’à peine effleuré le rôle jusqu’à une étude récente réalisée à l’Université de Barcelone qui montre sans ambiguité que ces organites sub-cellulaires sont bien impliqués dans des processus respiratoires fournissant des équivalents réducteurs (NADPH) et de l’énergie (ATP) en consommant de l’oxygène. La tomate mure n’est donc pas du tout un tissu mort. Selon cette étude, on peut dire brièvement que les chromoplastes disposent d’une machinerie proche de celle des mitochondries mais qu’elle diffère dans sa composition et son fonctionnement de celle de ces dernières. Cette différence a pu être mise en évidence en utilisant un additif alimentaire bien connu pour ses propriétés anti-oxydation, l’octyl gallate (E 311). Ce produit appelé aussi Ogal, inhibe la chaine respiratoire des chromoplastes mais seulement quand la tomate est arrivée à maturité ce qui signifie qu’il s’effectue une complète réorganisation des tissus constituant ce fruit afin de ne pas mourir mais de maintenir un métabolisme ralenti prévenant l’éventuelle attaque de champignons ou de bactéries. Ces chromoplastes jouent aussi un rôle essentiel au cours du murissement en produisant d’importantes quantités de caroténoïdes, des acides gras et bien d’autres métabolites responsables des propriétés organoleptiques du fruit.

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En conclusion de ce travail, la tomate, comme beaucoup d’autres fruits, n’est pas du tout un tissu mort mais un être bien vivant doté d’une certaine activité métabolique essentielle qui continue à fonctionner en consommant de l’oxygène au contraire de la plante entière qui produit de l’oxygène à partir de l’eau. Finalement les végétaux sont beaucoup plus complexes qu’on pourrait le croire.

Illustration montrant des chromoplastes visualisés par auto-fluorescence du lycopène, le carotène le plus abondant dans la tomate lui conférant sa couleur rouge caractéristique.

Source : Plant Physiology, open access, DOI: 10.1104/pp.114.243931