Bien que, comme pour les animaux, l’eau soit l’élément de base de la vie pour les végétaux, ce n’est pas pour autant que ces derniers apprécient le contact avec l’eau. C’est ce que révèle une étude récente ayant étudié le comportement des plantes soumises à des vaporisations d’eau. Au contact des gouttelettes, une réaction de « panique » s’active, initiant de multiples modifications physiologiques et génétiques afin que la plante se protège elle-même (et ses voisines) de la propagation d’agents pathogènes transportés par les gouttes d’eau. 

L’humidité est le principal moyen de propagation des maladies parmi la végétation, plus encore que la température. Plus une feuille est mouillée longtemps, plus il y a de chances qu’un agent pathogène s’y installe.

« Quand une goutte de pluie éclabousse une feuille, de minuscules gouttelettes d’eau ricochent dans toutes les directions » explique le biochimiste des plantes Harvey Millar de l’Université de l’Australie occidentale. « Ces gouttelettes peuvent contenir des bactéries, des virus ou des spores de champignons. Une seule gouttelette peut les transmettre jusqu’à 10 mètres de distance, aux plantes environnantes ».

Une modification rapide de l’expression génétique au contact de l’eau

En imitant la pluie avec un vaporisateur, une équipe internationale de chercheurs a observé un rapide effet domino de changements microscopiques végétaux, initié par une puissante protéine appelée Myc2. Au cours des 10 premières minutes de contact avec l’eau, plus de 700 gènes des plantes ont réagi, et la plupart de ces gènes ont continué à augmenter leur expression pendant environ un quart d’heure, modifiant ainsi les protéines, la transcription et l’équilibre hormonal de la plante, avant le retour à la normale.

Après un simple contact avec l’eau, les auteurs rapportent que ces plantes ont immédiatement accumulé des composés de signalisation tels que le calcium, activant les réponses membranaires au toucher et entraînant des modifications transcriptionnelles à l’échelle du génome. Cependant, même si ces changements n’étaient que momentanés, des contacts répétés ont finalement conduit à un retard de croissance et à un retard de la floraison. Les résultats ont été publiés dans la revue PNAS.

modification genes

Au contact avec de l’eau, l’expression de plusieurs gènes (flèches vertes) est modifiée sous l’action de Myc2 afin de protéger la plante. Crédits : Alex Van Moerkercke et al. 2019

« Lorsque Myc2 est activée, des milliers de gènes entrent en action pour préparer les défenses de la plante. Ces signaux d’alerte se propagent de feuille en feuille et induisent toute une gamme d’effets protecteurs » explique Millar. Au total, pas moins de 20 gènes liés aux protéines se sont avérés directement ciblés et régulés par Myc2 après la pulvérisation d’eau. De plus, les mêmes signaux que ces plantes utilisaient pour diffuser des informations parmi leurs feuilles étaient également utilisés pour communiquer avec la végétation environnante.

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Une communication du danger aux plantes environnantes

Selon les auteurs, l’un des nombreux produits chimiques générés en réponse aux gouttelettes d’eau est l’acide jasmonique, qui régule de nombreux processus physiologiques impliqués dans la croissance des plantes et la gestion du stress. De plus, lorsque les produits chimiques de jasmonate sont en suspension dans l’air, ils peuvent également informer les autres plantes de ce qui se passe.

acide jasmonique

L’acide jasmonique est un composé chimique synthétisé par les plantes en réponse au stress et à différents stimulus. Il engendre un certain nombre de modifications physiologiques. Ces graphes montrent l’augmentation du taux d’acide jasmonique synthétisé par la plante lors de l’attaque d’un insecte (rouge). Crédits : Ying-Bo Mao et al. 2017

« Si les mécanismes de défense des voisins d’une plante sont activés, ils sont moins susceptibles de propager des maladies, il est donc dans leur intérêt que les plantes transmettent l’avertissement aux plantes proches » indique Millar. Plus tôt ce mois-ci, un autre article révélait que lorsque les plantes sont attaquées, elles développent un langage universel pour avertir les autres de dangereuses menaces imminentes.

Sources : PNAS

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