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Les plantes perçoivent leur forme et la rectifient

Soumises au double défi de la gravité et du vent, les plantes modifient en permanence leur forme pour rester droites. Pour la première fois, des chercheurs de l’Inra et du CNRS ont montré que les plantes perçoivent leur propre courbure et la rectifie. Ce résultat fournit de nouvelles pistes pour l’amélioration génétique de la forme des troncs ou de la résistance au vent des cultures.

FORET  en région normande.. © © INRA / Gérard PAILLARD, PAILLARD Gérard
Par Cécile Poulain d'après Service de presse
Mis à jour le 14/02/2013
Publié le 05/12/2012

Une nouvelle théorie sur la courbure des plantes

A chaque instant, les plantes effectuent des mouvements imperceptibles qui les maintiennent debout. Nous ne sommes pas conscients de ces mouvements, car ils sont trop lents pour nous, même si une plante que l’on incline peut parfois se redresser en quelques heures. Mais si on perturbe ce système de contrôle de sa forme, par exemple par des mutations ou des drogues, on s’aperçoit vite que les plantes titubent et finissent par tomber (à l’image de l’effet de l’alcool chez les humains).
Formes successives d’une inflorescence d'Arabidopsis thaliana au cours de son redressement après une inclinaison à l’horizontale. © Bruno Moulia
Formes successives d’une inflorescence d'Arabidopsis thaliana au cours de son redressement après une inclinaison à l’horizontale. © Bruno Moulia
Or, beaucoup de gens (et même des scientifiques) en sont restés aux conceptions qui ont eu cours d’Aristote jusqu’à Buffon et qui voulaient que la différence majeure entre animaux et végétaux tenait à l’absence de sensori-motricité de ces derniers (à l’exception de quelques curiosités comme les plantes carnivores). Cette idée reçue a été mise à mal dès les travaux de Charles et Francis Darwin sur la puissance des mouvements de croissance des plantes. Ces mouvements orientés ont reçu le nom de tropisme (du grec Tropos, Trepein se tourner vers), et le mouvement de redressement et d’orientation selon la gravité a été nommé gravitropisme. C’est grâce au gravitropisme que les germinations sortent de terre, que les plantes poussent vers le haut, et que nos futaies sont belles. Mais la perception de la gravité ne permet pas à une tige dont la base a été inclinée de se redresser.

De grandes avancées scientifiques

Des chercheurs du CNRS et de l’Inra ont ainsi démontré que le caractère contrôlant la dynamique du mouvement et la forme finale de la plante est un ratio entre sa sensibilité à la gravité et sa sensibilité proprioceptive, et que ce ratio doit être ajusté à la taille de la plante. C’est la combinaison de la perception de la gravité et de la proprioception de leur courbure, contrôlant une motricité leur permettant de se courber activement, qui permet aux plantes de rester droites contre vents et gravité. Si nous pouvions voir les mouvements des plantes, nous les verrions en permanence maintenir leur équilibre et leur posture. Et c’est ce processus sensori-moteur qui permet aux agriculteurs d’avoir des champs de blés dressés, et aux forestiers de récolter des troncs droits. Mais les premières analyses ont montré une grande variabilité génétique entre espèces et au sein des espèces. On peut donc espérer améliorer encore ces performances et aider les plantes à se tenir « encore plus droites ».

Légende photo : Formes successives d’une inflorescence de l’arabette des dames (Arabidopsis thaliana) au cours de son redressement après une inclinaison à l’horizontale. On voit nettement que l’ensemble de la tige commence par se courber vers le haut, mais ensuite la partie haute se rectifie progressivement et la courbure se concentre à la base (taille de la hampe = 10 cm, durée totale 20h).

Contact(s)
Contact(s) scientifique(s) :

  • Bruno Moulia Unité mixte de recherche Physique et physiologie intégratives de l'arbre fruitier