Nous savons que les plantes sont attirés par la lumière du soleil, mais comment peuvent-elle pousser droit malgré leur poids ? Comment vont t’elle pour se redresser ? Est-ce juste la lumière, la gravité ou il y aura pas quelque chose d’autre ?
Nuage
Comment les plantes restent-elles debout ?
Redressement d’un plan d’Arabidopsis qui avait été mis à l’horizontale. Crédits photo : Inra /R. Bastien; S. Douady; B. Moulia
Une équipe de recherche française a découvert que les plantes avaient la capacité de sentir leur forme et leur courbure et de les rectifier.
Pourquoi nos sapins de Noël sont-ils droits? Et d’une façon plus générale, pourquoi les arbres des forêts sont-ils si élancés ou pourquoi les blés ne finissent-ils pas par s’affaisser sous le poids de leurs épis (sans intervention extérieure comme le vent ou la pluie)?
C’est qu’à chaque instant, les plantes effectuent des mouvements, lents et donc imperceptibles à nos yeux, qui leur permettent de se maintenir debout avec rectitude. Pour la première fois, des chercheurs de l’INRA et du CNRS ont montré que le port dressé ne résulte pas de la seule perception de la gravité et que les plantes doivent aussi pouvoir percevoir leur propre forme et ses courbures afin de pouvoir les rectifier (travaux publiés dans les Proceedings of the National Academy of Sciences le 4 décembre).
«C’est la première fois que le contrôle postural des plantes est mis en équations et que ce modèle est validé sur 11 espèces de plantes à fleurs, allant de la germination du blé à des arbres comme les peupliers, explique Bruno Moulia, l’un des auteurs de l’étude. Et surtout, nous avons montré que les plantes ont un sens proprioceptif qui leur permet de sentir si elle sont droite ou courbées. Si nous pouvions voir les mouvements des plantes, nous les verrions en permanence maintenir leur équilibre et leur posture.»
On a longtemps considéré que les plantes, dans leur mouvement de redressement, d’orientation et de croissance n’étaient sensibles qu’à la gravité terrestre (le gravitropisme). C’est effectivement pour cela que les germinations sortent de terre et que les plantes poussent vers le haut. Mais pour qu’une tige dont la base a été inclinée puisse se redresser, il faut qu’elle ait d’autres «armes». Cette sensori-motricité des plantes est un peu comme notre oreille interne qui nous donne le sens de l’équilibre. Et tout comme chez les humains, ce sens peut être perturbé chez les plantes, par des mutations génétiques ou des drogues: elles «titubent» alors et finissent par tomber.
Le comportement des racines en apesanteur
Les perspectives ouvertes par ces travaux sont nombreuses. Tout d’abord en terme d’amélioration génétique des espèces entre elles et au sein d’une même espèce. Certaines lignées sont plus «fortes» que d’autres. Les perspectives d’amélioration des performances des plantes sont ainsi réelles, par exemple pour avoir des arbres aux troncs encore plus droit, un bois de meilleure qualité ou des champs de céréales plus résistants au conditions météorologiques ou aux changements climatiques qui s’annoncent. Mais ce n’est pas la seule perspective qui s’ouvre.
«L’originalité de notre laboratoire est d’associer des biologistes et des physiciens, note Bruno Moulia. Nous faisons donc de la biomécanique. On pourra ainsi peut-être intégrer ces résultats dans le domaine de la robotique et dans l’ingénierie bio-mimétique».
Mais ce qui tient avant tout à cœur à Bruno Moulia, c’est que nous découvrions l’«intelligence» des plantes et tout ce qu’elles peuvent avoir en commun avec les autres êtres vivants.
Une autre étude, qui vient d’être publiée dans BMC Plant Biology, devrait intéresser tous les chercheurs du domaine. Il s’agit d’observations menées à bord de la station spatiale internationale (ISS). Comment des plantes croissent-elles en l’absence de gravité? Et bien, elles poussent, pratiquement comme il faut… Il y a donc bien d’autres facteurs que la gravité pour expliquer et comprendre cette pousse. Les chercheurs américains auteurs de l’étude se sont surtout intéressés au développement du système racinaire des plantes embarquées en apesanteur. Et ont constaté entre autres, le rôle important de la lumière. Mais l’«intelligence» des plantes leur a permis de s’adapter à ce nouvel environnement spatial.