Un rayon de soleil tombe sur une feuille — et à l'intérieur, une course de relais s'engage. L'énergie passe d'une molécule à l'autre jusqu'à atteindre sa cible. Dans le photosystème II (un complexe protéique qui déclenche la photosynthèse), ce relais est couru par des molécules de pigments : les chlorophylles et les phéophytines.
Les auteurs de l'étude ont utilisé des données précises sur les distances et l'orientation de ces molécules chez la cyanobactérie Thermosynechococcus vulcanus. Selon la théorie de Förster, ils ont calculé les vitesses de transfert d'énergie et en ont construit un réseau. Dans ce réseau, chaque molécule est un nœud, et les lignes entre elles représentent les voies possibles de transfert d'énergie avec une certaine vitesse. Ensuite, ils ont appliqué des outils d'analyse de réseaux : la centralité (quels nœuds sont les plus importants pour les flux) et la clustering (à quel point les voisins d'un nœud sont connectés entre eux).
Cette approche rappelle l'analyse d'un réseau de transport urbain : sans connaître les horaires de bus, on peut prédire, à partir de la seule carte des rues, où se formeront les embouteillages et où le flux sera fluide. Ici, c'est pareil : la structure du réseau indique quelles molécules sont cruciales pour une livraison rapide de l'énergie.
Le rayon de soleil s'éteint, mais la course de relais qu'il a déclenchée se poursuit à l'intérieur de la feuille — et il est désormais plus clair pourquoi elle ne perd pas le rythme. Le réseau de pigments est organisé de telle sorte que l'énergie trouve presque sans perte le chemin le plus court vers sa cible.
La résolution de 1.9 angström utilisée dans l'étude permet de distinguer des atomes individuels dans une molécule de protéine — c'est comme voir un petit pois à un kilomètre de distance.
Dans le roman « Seul sur Mars » d'Andy Weir, le héros survit grâce à la photosynthèse de pommes de terre — peut-être que la compréhension des réseaux de transfert d'énergie aidera à créer des systèmes de survie encore plus efficaces.