Des chercheurs capturent en vidéo la communication aérienne invisible des plantes

Découvrir l’histoire de la façon dont les plantes réagissent aux « messages d’avertissement » aériens

Pourquoi est-ce important: Depuis les années 1980, on sait que les plantes possèdent des mécanismes de défense qui fonctionnent par voie aérienne. Récemment, une équipe de chercheurs japonais a non seulement démontré mais également capturé visuellement le fonctionnement de cette forme subtile de communication.

Lorsqu’elles sont stressées ou menacées, les plantes peuvent « crier » et libérer une substance fine et volatile qui permet aux autres plantes de savoir que quelque chose ne va pas. Une nouvelle étude explique comment fonctionne ce mécanisme de défense et comment les plantes vertes peuvent envoyer des messages d’avertissement via des composés organiques volatils (COV) spécifiques.

Les COV sont libérés par les plantes endommagées mécaniquement, explique l’étude, et peuvent induire diverses réponses de défense chez les plantes voisines. Cette signalisation basée sur les COV est conçue pour protéger les plantes des menaces environnementales. Cependant, les mécanismes précis de la transduction sensorielle des COV restaient largement inconnus jusqu’à présent.

Dirigée par Yuri Aratani, une équipe de l’université de Saitama spécialisée en biologie moléculaire a développé une méthode d’imagerie innovante. Les chercheurs japonais ont installé une pompe pour transférer les COV émis par les plantes blessées ou infestées d’insectes vers des plantes intactes, avec un microscope à fluorescence surveillant le processus de messagerie biochimique en cours.

Les scientifiques ont laissé les chenilles (Spodoptera litura) manger les feuilles des plants de tomates et d’Arabidopsis thaliana, une mauvaise herbe commune de la famille de la moutarde. Les COV libérés ont ensuite été transférés vers une deuxième plante Arabidopsis exempte d’insectes. Les plantes ont été génétiquement modifiées pour exprimer un biocapteur fluorescent dans leurs cellules, qui émettait une luminescence verte lorsqu’un flux d’ions calcium était présent.

Cette signalisation calcique, une méthode de communication également utilisée par les cellules humaines, a été confirmée par les chercheurs comme étant efficace dans la communication des plantes. Lorsque les plantes intactes recevaient des COV provenant de plantes blessées, explique l’étude, elles répondaient par des explosions de signalisation calcique qui se propageaient à travers les feuilles.

Les chercheurs ont identifié deux composés aéroportés différents, ou « volatils des feuilles vertes » (Z-3-HAL, E-2-HAL), qui étaient responsables de l’augmentation de la concentration de calcium dans les cellules de garde, les cellules du mésophylle (dans les tissus internes des feuilles). ) et les cellules épidermiques (les plus externes) des feuilles. Lorsqu’ils sont traités avec une phytohormone qui ferme les stomates, les petits pores à travers lesquels les plantes « respirent » le CO2 de l’air, le processus de signalisation du calcium a été considérablement réduit.

Selon Masatsugu Toyota, biologiste à Saitama, l’étude dévoile enfin l’histoire complexe de « quand, où et comment » les plantes réagissent aux messages d’avertissement aéroportés. Ce réseau de communication éthéré, caché à la vue humaine, joue un rôle fondamental dans les mécanismes de défense des plantes, a expliqué Toyota.