Les plantes nous sont encore tellement inconnues!

Terre — Décou­verte : Grâce à une mul­ti­tude de travaux et de recherche, les sci­en­tifiques ont acquis la con­vic­tion, depuis une quin­zaine d’années, que les plantes étaient bel et bien capa­bles de percevoir d’une manière très fine, en com­bi­nant de mul­ti­ples mécan­ismes physi­co-chim­iques, les mod­i­fi­ca­tions de leur envi­ron­nement.

À cet égard, la sci­ence a longtemps cru que les pro­priétés d’adaptation du végé­tal étaient essen­tielle­ment pas­sives et régies par des mécan­ismes biologiques et géné­tiques très déter­min­istes. Mais en réal­ité, il n’en est rien. Prenons l’exemple du mécan­isme de la pho­to­syn­thèse qui per­met aux plantes de trans­former l’énergie lumineuse du soleil en énergie chim­ique. Dans ce mécan­isme d’une red­outable effi­cac­ité, on a longtemps pen­sé que les plantes ne fai­saient que trans­former automa­tique­ment cette énergie solaire en énergie chim­ique, sans être capa­bles d’une quel­conque forme de per­cep­tion de cette pro­priété, à l’instar d’une cel­lule pho­to­voltaïque qui n’a pas « con­science » des pho­tons qu’elle trans­forme en énergie.

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Desmod­i­um moto­ri­um, la plante qui danse

Mais de récents travaux ont mon­tré que des plantes sont capa­bles de percevoir la lumière réfléchie par des plantes voisines, en recourant à des pig­ments pho­to­sen­si­bles, assez sim­i­laires à ceux présents dans nos yeux. Grâce à ce sys­tème, bien plus sophis­tiqué qu’on ne l’imaginait encore récem­ment, les plantes peu­vent détecter le moin­dre change­ment dans la com­po­si­tion spec­trale de la lumière, ce qui leur per­met d’adapter en con­séquence leur crois­sance et de faire face à la « con­cur­rence » des autres plantes.

Un des plus beaux exem­ples de ce mécan­isme éton­nant est con­sti­tué par la remar­quable régu­lar­ité des champs de blés, où tous les plants ont pra­tique­ment la même hau­teur. Ce phénomène, directe­ment lié à ce mécan­isme sub­til de per­cep­tion de la lumière fonc­tionne à la fois pour les blés cul­tivés et les blés sauvages et les paysans ont su, au fil des siè­cles et de manière empirique, l’utiliser pour obtenir des cul­tures de plus en plus homogènes, au ren­de­ment accru.

Mais à côté de ce mode de per­cep­tion lumineuse, les plantes sont égale­ment dotées de capac­ités chim­iques, mécaniques et physiques au moins aus­si sur­prenantes. À cet égard, des recherch­es ont mon­tré qu’en Afrique du Sud, cer­taines espèces d’antilopes se nour­ris­sant ordi­naire­ment de feuilles d’acacia, avaient brusque­ment été empoi­son­nées par ces mêmes feuilles qui s’étaient mis­es à pro­duire en sur­face des sub­stances tox­iques pour se pro­téger des agres­sions exces­sives exer­cées par ces ani­maux.

Mais les végé­taux sont égale­ment capa­bles de percevoir les pres­sions et les forces qui s’ex­er­cent sur leur organ­isme par la défor­ma­tion des cel­lules. Cette pro­priété est évidem­ment par­ti­c­ulière­ment impor­tante dans le cadre de l’évolution et de la com­péti­tion dar­wini­enne entre espèces car elle peut per­me­t­tre à la plante de s’adapter rapi­de­ment à un brusque change­ment de son envi­ron­nement et même de l’anticiper.

Mais ce qui est fasci­nant dans ce mécan­isme, c’est qu’il fait inter­venir des mil­liers de gènes, dont l’expression va se trou­ver mod­i­fiée sous l’effet de cette per­cep­tion mécanique. Encore plus éton­nant, cette per­cep­tion des ten­sions et des forces va mobilis­er des canaux irriguant les mem­branes et ceux-ci vont mod­uler leur per­méa­bil­ité pour per­me­t­tre un pas­sage plus ou moins impor­tant d’ions cal­ci­um. Ce mécan­isme s’avère donc, con­sid­éré à un niveau fon­da­men­tal, proche de celui à l’œuvre dans le sens du touch­er chez les ani­maux…

eucalyptus arc en ciel

Euca­lyp­tus arc-en-ciel

Les arbres et les plantes sont égale­ment dotés, comme les ani­maux et les êtres humains, d’une pro­priété extrême­ment élaborée de pro­pri­o­cep­tion. Cette capac­ité per­cep­tive remar­quable va per­me­t­tre aux végé­taux de percevoir en per­ma­nence l’évolution de leurs défor­ma­tions et de rétroa­gir en con­séquence pour opti­miser leur crois­sance. Évo­quant ce mécan­isme d’une très grande com­plex­ité, Bruno Mou­lia, chercheur en agronomie, n’hésite pas à affirmer que les plantes ont su dévelop­per un niveau de pro­pri­o­cep­tion qui n’est pas très éloigné de celui des humains…

Un champ plus récent de recherche a égale­ment mon­tré que de nom­breuses plantes sem­blent sen­si­bles à cer­taines vibra­tions émet­tant cer­tains types de sons, notam­ment lorsqu’ils provi­en­nent de plantes voisines appar­tenant à la même espèce.

Une autre étude pub­liée en mai 2012 (Voir PLOS One), s’est penché sur les dif­férents modes de com­mu­ni­ca­tion entre deux plantes, le piment et le fenouil. Ce dernier est en effet con­nu pour pou­voir déclencher tout un arse­nal de molécules chim­iques qui parvi­en­nent à blo­quer la crois­sance de cer­tains de ses voisins et con­cur­rents.

En plaçant côte à côte des pieds de fenouil en pots et des graines de piment et en util­isant un dis­posi­tif expéri­men­tal très ingénieux, con­sti­tué de plusieurs bar­rières isolantes per­me­t­tant de sous­traire les graines de piment aux dif­férents types de com­mu­ni­ca­tions chim­iques ou lumineuses du fenouil, ces recherch­es ont mon­tré que des graines de piment sem­blaient « savoir », sans pou­voir recevoir le moin­dre sig­nal physique, chim­ique ou optique en prove­nance du fenouil, si ce dernier était présent ou non sous l’enceinte her­mé­tique.

En effet, ces graines ne ger­maient pas à la même vitesse, selon que les plans de fenouil étaient ou non présents à prox­im­ité, même lorsque ceux-ci étaient totale­ment isolés et dis­simulés par une cap­sule her­mé­tique. Pour ten­ter d’expliquer cette obser­va­tion tout à fait éton­nante, des sci­en­tifiques font deux hypothès­es : soit les graines de piment seraient sen­si­bles à des champs mag­né­tiques très faibles générés par les plantes fenouil­lères, soit elles seraient capa­bles d’entendre des sons de très faible inten­sité émis par les plants de fenouil.

La même équipe de recherche a égale­ment mon­tré dans une autre étude pub­liée en 2012 (Voir LINV) et inti­t­ulée « Vers une com­préhen­sion des sons émis par les plantes », que des racines de jeunes plants de maïs, lorsqu’ils étaient soumis à un son con­tinu émis à des fréquences com­pris­es entre 200 et 300 hertz, tendaient à se tourn­er vers la source sonore.

Une autre étude pub­liée en mai 2014 (Voir Nature) et réal­isée par Antony Cham­pi­on, chercheur à l’In­sti­tut de recherche pour le développe­ment (IRD) et Antoine Lar­rieu, chercheur dans le lab­o­ra­toire de repro­duc­tion et développe­ment des plantes à l’École nor­male supérieure de Lyon, a per­mis de met­tre au point un bio­cap­teur capa­ble d’ob­serv­er en temps réel la réponse d’une plante à une agres­sion.

Ces recherch­es ont mon­tré qu’une plante meur­trie par les intem­péries ou un ani­mal va déclencher immé­di­ate­ment la pro­duc­tion d’une hor­mone de stress, l’acide jas­monique. Ces recherch­es ont égale­ment per­mis d’observer que la plante ain­si agressée réagis­sait en deux temps : d’abord en infor­mant immé­di­ate­ment l’ensemble de la plante de la blessure subie ; ensuite en déclen­chant une stratégie à plus long terme per­me­t­tant à la plante de ralen­tir sa crois­sance et de pro­duire cer­taines molécules de défense, dont la nature et la quan­tité varie en fonc­tion du type d’agression.

Pour pren­dre un exem­ple con­cret, si une plante, par exem­ple, est attaquée par des insectes her­bi­vores, elle peut met­tre en œuvre plusieurs lignes de défense biologique et chim­ique très effi­caces. L’ensemble de ces mécan­ismes de pro­tec­tion est con­trôlé par de nom­breuses hor­mones végé­tales comme l’éthylène, l’acide jas­monique ou l’acide sal­i­cylique.

Ces recherch­es récentes con­fir­ment d’autres travaux et mon­trent de manière très con­va­in­cante que les mécan­ismes impliqués dans la per­cep­tion d’une agres­sion ou d’une blessure chez les plantes sont éton­nam­ment proches de ceux à l’œuvre chez l’homme.

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Une plante car­ni­vore

Enfin, sig­nalons les récentes décou­vertes de l’équipe de Patrick Achard à l’In­sti­tut de biolo­gie molécu­laire des plantes. Ces travaux ont notam­ment per­mis de révéler un sys­tème de com­mu­ni­ca­tion com­plexe à longue dis­tance assur­ant une crois­sance coor­don­née des organes chez les plantes (Voir Nature). Cette étude, qui ouvre un vaste champ de recherche, com­mence à révéler par quels mécan­ismes mul­ti­ples et sub­tils les organes dis­tants des plantes ‑feuilles et racines, notam­ment- coor­don­nent leur crois­sance et coopèrent active­ment pour par­venir à s’adapter aux nou­velles con­traintes de l’environnement et pour en tir­er par­fois un avan­tage com­péti­tif décisif.

L’ensemble de ces travaux n’a pas seule­ment pour but une meilleure con­nais­sance sci­en­tifique fon­da­men­tale des plantes, de leur crois­sance et de leur repro­duc­tion. En com­mençant enfin à élu­cider les mul­ti­ples mécan­ismes et proces­sus biologiques, géné­tiques optiques, physiques et peut-être élec­tro­mag­né­tiques que les plantes ont dévelop­pés au cours de leur très longue évo­lu­tion et ont appris à utilis­er pour sur­vivre et se repro­duire dans des con­di­tions extrêmes, ces recherch­es pas­sion­nantes vont provo­quer, au cours des prochaines décen­nies, de véri­ta­bles rup­tures en matière agronomique. Elles con­tribueront sans doute de manière puis­sante à la pour­suite de l’amélioration du ren­de­ment des pro­duc­tions agri­coles, dans le respect de l’environnement et de la bio­di­ver­sité. Dans un monde où il fau­dra nour­rir, dans le cadre d’une agri­cul­ture durable, plus de neuf mil­liards d’êtres humaines dans quar­ante ans, on mesure évidem­ment l’importance absol­u­ment déci­sive de ces avancées sci­en­tifiques.

Enfin, même si nous devons nous garder de toute métaphore anthro­pocen­trisme déplacée et éviter de par­ler « d’intelligence » ou de « con­science » des plantes, com­ment ne pas être émer­veil­lé par la diver­sité et la com­plex­ité de ces mécan­ismes qui sont tout sauf automa­tiques et pas­sifs et qui s’apparentent à bien des égards à une véri­ta­ble per­cep­tion végé­tale. Mais la chose la plus extra­or­di­naire que nous révè­lent ces récentes décou­vertes est sans doute la pro­fonde et mys­térieuse unité du vivant qui, au-delà du foi­son­nement immense des espèces, s’appuie sur des mécan­ismes biologiques fon­da­men­taux com­muns.

Ce lien puis­sant et indis­sol­u­ble entre le monde végé­tal, le monde ani­mal et l’homme doit nous inciter encore davan­tage à con­clure avec notre Planète une nou­velle alliance rompant avec la destruc­tion accrue et irréversible des ressources naturelles et jetant les bases d’une nou­velle exploita­tion raisonnable, durable et équitable des immenses richess­es que nous prodigue notre Terre.

René TRÉGOUËT

Séna­teur hon­o­raire

Fon­da­teur du Groupe de Prospec­tive du Sénat

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  • En Iran, il y a une plante que l’on appelle la plante timide, (tra­duc­tion grosso-modo) dès que l’on touche ses feuilles, elles se refer­ment !
    Je crois qu’elle est de la famille des mimosas.

    bonne journée

    sarvenazian 12 septembre 2015 10h01 Répondre
    • Absol­u­ment! J’ai eu la chance de voir un gif sur elle! C’est incroy­able!

      Ema Sandron 12 septembre 2015 10h15 Répondre

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