BIOLOGIE

Et si les plantes étaient capables "d'entendre" ?

Arabidopsis thaliana
La plante Arabidopsis thaliana (ci-dessus) déclenche un mécanisme de défense chimique lorsqu'elle détecte les vibrations acoustiques produites par la mastication d'une chenille dégustant l'une de ses feuilles. Crédits : Alberto Salguero
La plante Arabidopsis thaliana est capable de détecter les bruits de mastication des chenilles qui grignotent ses feuilles, et de libérer en retour des substances chimiques permettant d'éloigner ces prédateurs. Une aptitude probablement présente chez d'autres plantes également.

La plante Arabidopsis thaliana, cette célèbre plante de laboratoire qui est en quelque sorte pour les scientifiques l'équivalent végétal du rat, est capable de percevoir les signaux acoustiques produits par la mastication des chenilles lorsque ces dernières dégustent ses feuilles, ces vibrations se réverbérant au sein du végétal via tiges et feuilles.

Et ce n'est pas tout : une fois les vibrations acoustiques, Arabidopsis thaliana déclenche alors une réponse chimique destinée à éloigner les chenilles, en libérant des glucosinalates et des anthocyanes, des molécules connues pour éloigner les insectes (dont font partie les chenilles qui sont des hyménoptères, un ordre de la classe des insectes).

Cet étonnant résultat est publié le 2 juillet 2014 dans la revue Oecologia .

Pour parvenir à ce constat, la biologiste américaine Heidi Appel (Université du Missouri, États-Unis) et ses collègues ont tout d'abord enregistré les vibrations produites sur les feuilles par la mastication des chenilles, lorsque ces dernières sont en plein festin. Pour cela, les chercheurs ont utilisé un dispositif reposant sur un laser pointé sur les feuilles, qui a permis d'enregistrer les infimes vibrations produites sur les feuilles, et donc in fine et de reproduire les signaux acoustiques produit par la mastication.

Puis, dans un second temps, les auteurs de l'étude ont "rejoué" durant deux heures ces sons de mastication à un premier groupe de plantes Arabidopsis thaliana, via des les actionneurs piézo-électriques disposés sur leurs feuilles.

Enfin, les substances chimiques émises par ces plantes à l'issue de ce concert de mastication ont été analysées.

Résultat ? En comparant les résultats avec un deuxième groupe de plantes qui n'avaient pas été exposées aux sons de mastication des chenilles (groupe contrôle), les scientifiques ont constaté que les plantes du premier groupe produisaient un surcroît de glucosinalates et d'anthocyanes par rapport à celle du second groupe.

Pour les auteurs de l'étude, il s'agit clairement d'un mécanisme de défense naturel, visant à éloigner les prédateurs.

Une question demeure cependant : ces plantes sont-elles capables de distinguer les vibrations produites par les chenilles, de celles produites par d'autres sources ? Oui, répondent les chercheurs : en exposant Arabidopsis thaliana à des vibrations causées par d'autres insectes non nuisibles pour ces plantes, ainsi que des vibrations causées par le vent, les auteurs de l'étude ont constaté une absence totale de réaction chimique, contrairement à ce qui se passait lorsque ces vibrations étaient produites par des chenilles.

Ce résultat est-il extrapolable à d'autres espèces de plantes ? C'est probable. En effet, rappelons que Arabidopsis thaliana est la plante la plus étudiée par les scientifiques de par le monde (notamment du fait de son cycle de vie rapide). Par conséquent, si l'existence d'un tel mécanisme de défense a été détecté chez la plante la plus étudiée au monde par les scientifiques, il n'est pas interdit de penser que ce mécanisme se retrouve également chez d'autres végétaux.

Ce résultat vient à la suite d'autres travaux menés au cours de ces dernières années, également consacrés à la perception des vibrations par les plantes. L'une de ces études avait notamment suggéré que les plantes sont capables de répondre à des vibrations de faible amplitude produites par les plantes voisines, même lorsqu'il n'existe aucun contact chimique ou visuel entre les différentes plantes (se reporter notamment aux études "Love thy neighbor: facilitation through an alternative signaling modality in plants" et "Out of sight but not out of mind: alternative means of communication in plants").

Ces nouveaux travaux ont été publiés le 2 juillet 2014 dans la revue Oecologia, sous le titre "Plants respond to leaf vibrations caused by insect herbivore chewing" .


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