Technologie

Message aux végans: les plantes aussi souffrent

 

Nous avons tendance à croire que les plantes sont des amas verts passifs et sans défense. Mais dans une récente étude, des scientifiques visualisent par fluorescence les signaux d’alerte que génèrent des plantes dans leur corps et nous montrent comment nos amis photo-synthétiseurs mobilisent leurs défenses contre une menace extérieure.

Une nouvelle recherche publiée dans Science fournit une nouvelle vision de ce qui se produit dans la plante lorsqu’elle se sent en danger. Une ou deux secondes après être blessée (par une morsure de chenille par exemple), un « signal d’alerte » irradie de l’endroit de la blessure, se propageant dans toute la plante en moins de 120 secondes. Une fois « consciente » de l’attaque (en considérant qu’une plante puisse être consciente), la plante est capable de réagir en dégageant des substances chimiques.
Les scientifiques connaissaient ce système d’auto-signalement depuis longtemps, mais cette nouvelle étude, conduite par des chercheurs de l’Université de Wisconsin-Madison (UWM), de l’Agence de Science et Technologie du Japon et plusieurs autres institutions, est la première à mettre en lumière ce remarquable mécanisme d’auto-défense. Par ailleurs, cette étude donne une nouvelle vision sur les processus biologiques qui régissent ce système d’auto-signalement encore peu connu, comparable à un système nerveux.

 

« Nous savons qu’en blessant une feuille, on crée une charge électrique, qui se propage dans toute la plante »

dit le botaniste Simon Gilroy, professeur à l’UWM, et co-auteur de cette nouvelle étude. « Ce qui déclenchait cette charge électrique, et sa manière de se propager dans la plante, était inconnu. »

Gilroy et son collègue Masatsugu Toyota, qui dirigeait cette étude, suspectait que le calcium jouait un rôle dans ce mécanisme. Nous savons que les ions de calcium, qui produisent cette charge électrique, sont des agents d’alerte, particulièrement en cas de changements environnementaux. Les scientifiques ont travaillé à visualiser ces mouvements au sein de la plante, et ont trouvé une solution assez fascinante. Pour visualiser en temps réel le calcium en action, Toyota et son équipe ont conçu des plantes (bio-ingénierie) qui produisent une protéine fluorescente autour du calcium, éclairant l’intérieur de la plante comme un sapin de Noël. Grâce à des microscopes et des bio capteurs de pointe, les chercheurs ont pu mesurer la position et le volume du calcium après différentes attaques : des morsures de chenille, des coups de ciseaux, et des dégâts provoqués par écrasement.

En expérimentant sur des plants de moutarde, les chercheurs pouvaient voir le calcium illuminer les plantes et se propager de la blessure jusqu’aux autres feuilles. La vitesse du signal était de un millimètre par seconde, ce qui suffisait pour atteindre les parties les plus éloignés de la plante en moins de deux minutes. Les « pulsations » de calcium pouvait se répandre grâce au système vasculaire, ou circulatoire, de la plante.
Une fois le signal d’alerte propagé, les feuilles commençaient à libérer leurs hormones de défense en vu de futures attaques. Les plantes peuvent libérer des éléments chimiques qui déclenchent leur processus d’auto-réparation, ou libérer des agents nocifs anti-insecte.

 

 

La dernière recherche développe les travaux déjà accomplis par le scientifique suisse Ted Farmer, qui montrait alors que les signaux électriques de défense dépendent du glutamate, un neurotransmetteur important chez les mammifères, et un agent d’alerte chez les plantes. Dans une autre expérience, Toyota et son équipe ont démontré qu’en bloquant cette libération de glutamate (grâce à deux mutations génétiques spécifiques), les signaux d’alerte disparaissent. Cela suggère a fortiori que c’est le glutamate qui provoque la libération de calcium au sein de la plante. Ce mécanisme était alors non documentée.

Plutôt impressionnant pour un organisme immobile sans système nerveux. Les plantes ne peuvent pas courir, ni répondre à coup de crocs ou griffes ; elles ne sont pas pour autant insensibles aux attaques, ni sans défense.

 

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