Comptes de plantes
2012/05/01 Etxebeste Aduriz, Egoitz - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria
Le pommier n'est pas un communicateur quelconque. Au début du printemps, il communique aux insectes pollinisateurs avec des fleurs blanches qui s'ouvrent presque devant les feuilles, y trouvant un doux nectar. Et le pommier obtiendra que les insectes transportent le pollen de fleur à la fleur. À la fin de l'été, à travers la douce odeur des pommes mûres, il ouvre un autre message important, un appel direct aux fruits pour qu'ils mangent le fruit et répandent les graines.
Mais il ne termine pas là les compétences communicatives d'un pommier. Par exemple, le pommier est également capable d'appeler les ennemis de ses ennemis. Lorsqu'il est attaqué par un acarien, le pommier émet des composés volatils et envoie un message chimique pour appeler les "gardes du corps" qui circulent autour. Ce message attire d'autres acariens qui mangent des acariens qui attaquent le pommier.
Des études isolées suggérant que les plantes avaient ce type de capacités de communication ont suscité de grands débats jusqu'à il y a quelques années. Cependant, ces dernières années, les scientifiques ont découvert de plus en plus d'exemples. Marcel Dicke de l'Université de Wagening (Hollande) a été l'un des premiers à découvrir la communication entre le pommier et les acariens. Il est maintenant convaincu que ce type de systèmes de communication sont très communs dans les plantes: Je suis convaincu que toutes les plantes le font. Nous n'avons jamais trouvé de plantes qui n'envoient pas de messages chimiques".
Consuelo De Moraes, de l'Université Pennsylvania State, est également un pionnier dans la recherche d'interactions entre les plantes et les insectes. De Morales a étudié le cas de quelques herbes attaquant l'usine de tabac, le maïs, etc. Dick découvrit que c'était la même chose qu'il avait vue entre le pommier et les acariens. Quand la chenille commence à manger la plante, certains composants de sa salive provoquent que la plante émet quelques composés volatils. Ces composés attirent les guêpes parasites qui mettent un oeuf dans la chenille. La larve de guêpe qui naît de cet œuf se nourrit de peur.
Selon De Morales, tous les experts ne sont pas d'accord sur la vraie communication: « On a discuté si les composés émis par une plante face à une agression sont vraiment un signal ou simplement des sous-produits des processus physiologiques. Je pense qu'ils ont une fonction de signal et que cette forme de communication est assez importante pour les plantes ».
Demande d'aide
Les plantes disposent de mécanismes de défense directs contre les insectes végétatifs, qui produisent des composés toxiques pour eux. Mais «défendre avec des toxines n'est pas efficace contre tous les ennemis. Et pour lutter contre les spécialistes capables de résister aux toxines, l'aide des gardes du corps est importante », explique Dick.
« Les interactions avec des composés volatils sont de plus en plus complexes et complexes entre plantes et insectes. Plus que ce que nous pensons », reconnaît De Morales. Par exemple, dans le cas des chenilles et des guêpes parasites, ils ont vu que les plantes n'envoient pas de messages à tout moment. Les composés qui attirent les guêpes parasites ne sont versés que pendant la journée, car les guêpes agissent pendant la journée. Dans la soirée, les plantes de tabac attaquées par les chenilles émettent d'autres composés. Ces composés chassent les papillons nocturnes et empêchent la mise en plante des œufs, évitant ainsi que de ces œufs naissent plus herbacés qui mangeraient la plante.
Mais non seulement cela, l'équipe de De Moraes a vu que les plantes détectent également qui est l'agresseur et qu'elles envoient un message ou un autre, en particulier, un message adressé à l'ennemi de cet agresseur.
D'autre part, les agresseurs utilisent également les messages des plantes pour se connaître mutuellement. Les chercheurs herbacés ont découvert qu'un insecte qui se nourrit des racines de la moutarde et un autre qui pond des oeufs sur les feuilles d'une même plante sont connus grâce aux messages qui envoie l'usine. Autrement dit, si un insecte pousse dans le sous-sol, celui qui pond des œufs dans les feuilles (pour que ses chenilles soient choisies avec les feuilles) peut savoir que cette plante est prise et éviter ainsi de concurrencer la même ressource.
Il est de plus en plus clair, par conséquent, que le langage formé par les messages volatils des plantes est plus complexe que prévu, et ce qui était à la limite d'une décennie incroyable attire chaque fois l'attention de plus de chercheurs. « Les études menées sur les mécanismes utilisés par les plantes pour synthétiser ces composés volatils sont maintenant nombreuses », explique De Moranes. Il existe une substance clé: l'acide jasmonique. C'est une hormone des plantes qui, lorsque la plante subit une attaque, met en place les mécanismes de défense de la plante. Selon une étude récente réalisée par le groupe de De Moranes, les poux végétaux savent très bien. Ils éliminent l'acide jasmonique de la plante, empêchant la plante d'attirer les prédateurs des poux et en plaçant les pieds au-dessus du mécanisme de défense de la plante. De plus, si les chenilles atteignent une plante attaquée par les poux, elles sont également libérées des prédateurs.
De la plante à la plante
La communication des plantes ne se limite pas aux interactions avec les insectes. « Il y a de plus en plus de preuves que les voisins touchés reçoivent des messages licenciés par les usines voisines et qu'ils mettent en place leurs mécanismes de défense », ajoute De Morales. Les Américains Jack Schultz et Ian Baldwin publièrent dans Science en 1983 ce qu'ils avaient vu en érables et en hérons : en endommageant les feuilles de certains exemplaires, les exemplaires inoffensifs de la région mettaient aussi en place leurs défenses chimiques. Ainsi, ils ont proposé l'hypothèse de la communication entre les plantes. À cette époque, cependant, le concept d’«arbre conférencier» n’a pas été accepté.
Pendant de nombreuses années, on n'en a plus parlé, mais à partir des années 90 on a découvert plus de preuves. En 2000, Baldwin lui-même a démontré que ce phénomène se produisait également parmi différentes espèces de plantes. Voyons avec horreur que les plantes de tabac sauvages de la zone de Nicotiana attenuata, influencées par un composé détaché par l'arbuste Artemisia tridentata endommagé, produisaient plus de composés toxiques et faisaient ainsi avec des tremblements et des sauterelles 50% moins.
Et si les plantes sont capables d'envoyer des messages, il n'est pas surprenant qu'ils soient en mesure de les recevoir. « De plus en plus d'études montrent que les plantes ont des capacités olfactives sophistiquées », explique De Morales. Cette capacité peut apporter des avantages mais aussi des risques. "Nous avons récemment découvert que certaines plantes parasites qui se nourrissent d'autres plantes utilisent l'odorat pour grandir vers l'hôte." Le pentagone Cuscuta parle de plante parasite. Cuscuta vit de la sueur d'autres plantes et en 2006 ils ont montré que Cuscuta, pour localiser les victimes, "ole" les composés volatils qu'elles émettent à l'air.
Messages souterrains
« D'autres recherches ont commencé à explorer la communication souterraine », ajoute De Moranes. Par exemple, comme pour Cuscuta, les composés jetant dans le sol du maïs, le sorgho et le millet attirent la plante parasite Striga.
Et à travers cette communication souterraine secrète, on a découvert dans différentes études la capacité des plantes à connaître leurs parents. Des chercheurs de l'Université McMaster en Ontario, dans un travail publié en 2007, ont expliqué que les grains d'edentula Cakile de la même mère, plantés ensemble sur un même bateau, développent moins leurs racines que les spécimens de différentes mères. Et dans un autre travail de 2010 le résultat a été le même avec Arabidopsis thaliana. Dans ce cas, les plantes ont été élevées dans des emballages individuels, puis transvasées. Les usines placées sur le bateau dans lequel il y avait un parent plus tôt ont moins développé leurs racines. Et après avoir répété l'expérience avec un composé qui inhibe la sécrétion radiculaire, il n'y a pas eu de telles différences dans le développement des racines. Cela a montré l'importance des composés détachés de leurs racines dans le processus de connaissance de leurs parents.
Artemisia tridentata va au-delà de l'arbuste, unissant la capacité de connaître ses parents et les mécanismes de défense. Les chercheurs ont constaté que les messages qui sécrètent les spécimens affectés ont une plus grande influence sur les parents que sur les non-apparentés. En fait, ceux qui ont reçu les messages de leur famille ont subi moins d'attaques.
Les surprises se succèdent, mais peu à peu les chercheurs apprennent à écouter les plantes. Selon De Moranes, « comprendre les messages utilisés par les plantes pour mettre en place leurs mécanismes de défense peut aider à les appliquer dans l'agriculture ». C'est précisément l'un des objectifs actuels de l'équipe de Dicke : "utiliser la communication des plantes pour protéger les cultures sans nuire à l'environnement". Par exemple, « en demandant de l'aide à pleurer fort, nous pouvons choisir des variétés qui collaborent avec des agents de contrôle biologique », dit Dick.
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