Des scientifiques filment une plante communiquant avec sa voisine, les images sont spectaculaires

Invisible à nos yeux, les plantes émettent une fine brume de composés aériens qu'elles utilisent pour communiquer et se protéger. Ces substances, semblables à des parfums, repoussent les herbivores affamés et alertent les plantes voisines en cas d'attaque imminente. Cette forme de communication végétale, bien que discrète, joue un rôle crucial dans la survie des écosystèmes.

Une avancée majeure dans la compréhension des échanges végétaux

Depuis les années 1980, les scientifiques savent que les plantes possèdent des mécanismes de défense sophistiqués. Jusqu’à récemment, nous comprenions comment elles émettaient des signaux, mais la réception de ces messages restait un mystère. Une équipe de chercheurs japonais a désormais comblé cette lacune grâce à des techniques d’imagerie en temps réel, révélant comment les plantes reçoivent et réagissent aux alertes aériennes.

Dans une étude innovante, Yuri Aratani et Takuya Uemura, biologistes moléculaires à l’Université de Saitama, ont mis en place un dispositif permettant de transférer les composés émis par des plantes blessées ou infestées d’insectes vers leurs voisines non endommagées. À l’aide d’un microscope à fluorescence, ils ont pu observer les réactions des plantes en direct.

Des expériences révélatrices sur le terrain

Pour illustrer leurs recherches, les scientifiques ont exposé des feuilles de tomates et d’Arabidopsis thaliana – une mauvaise herbe courante de la famille des crucifères – à des chenilles voraces (Spodoptera litura). Les plantes receveuses, modifiées génétiquement pour contenir un biosenseur fluorescent détectant les ions calcium, ont montré des réponses impressionnantes. Lorsque les composés volatils Z-3-HAL et E-2-HAL furent introduits, les cellules des plantes ont immédiatement réagi, émettant des signaux calcium qui se propageaient à travers leurs feuilles.

Cette réaction rapide rappelle celle des Mimosa pudica, ces plantes sensibles qui replient leurs feuilles au moindre contact pour se protéger des prédateurs. Grâce à ces observations, les chercheurs ont pu déterminer que les cellules de garde, responsables de l’ouverture et de la fermeture des stomates, sont les premières à capter les signaux de danger. Ce rôle des stomates, comparé aux « narines » de la plante, souligne l’importance de ces structures dans la détection des menaces.

Une communication végétale sophistiquée dévoilée

« Nous avons enfin dévoilé l’histoire complexe de quand, où et comment les plantes répondent aux ‘messages d’alerte’ aériens de leurs voisines menacées, » explique Masatsugu Toyota, biologiste moléculaire à l’Université de Saitama et auteur principal de l’étude. « Ce réseau de communication éthéré, caché à notre vue, joue un rôle essentiel dans la protection mutuelle des plantes face aux menaces imminentes. »

Cette découverte ouvre de nouvelles perspectives sur les interactions végétales et pourrait avoir des implications importantes pour l’agriculture et la gestion des cultures. En comprenant mieux comment les plantes communiquent entre elles, il devient possible de développer des stratégies plus efficaces pour protéger les cultures contre les ravageurs et les maladies.

Vers une meilleure cohabitation avec notre environnement végétal

Ces recherches soulignent l’incroyable complexité des écosystèmes végétaux et la nécessité de les préserver. Chaque plante, à travers ses mécanismes de communication et de défense, contribue à l’équilibre délicat de la nature. En étudiant ces interactions, les scientifiques espèrent non seulement élucider les mystères de la communication végétale, mais aussi trouver des moyens de soutenir et d’améliorer la résilience des plantes face aux défis environnementaux actuels.

Dispositif expérimental permettant de visualiser la signalisation calcique dans les feuilles d’Arabidopsis. (Aratani et al. Nature Communications, 2023)

Pour en savoir plus sur ces avancées, des institutions renommées comme l’Université de Saitama et des publications scientifiques spécialisées offrent des ressources détaillées et des analyses approfondies sur les mécanismes de communication des plantes.