Les scientifiques filment une plante « parlant » à sa voisine, et les images sont étonnantes : ScienceAlert

Les plantes nous sont imperceptibles, elles sont entourées d’une fine brume de composés aéroportés qu’elles utilisent pour communiquer et se protéger. Un peu comme les parfums, ces composés repoussent les herbivores affamés et avertissent les plantes voisines des attaquants entrants.

Les scientifiques connaissent ces défenses végétales depuis les années 1980 et les ont découvertes depuis lors dans plus de 80 espèces végétales. Aujourd’hui, une équipe de chercheurs japonais a déployé des techniques d’imagerie en temps réel pour révéler comment les plantes reçoivent et réagissent à ces avertissements météorologiques.

Il s’agissait d’une lacune majeure dans notre compréhension du bavardage des plantes : nous savions comment les plantes envoyaient des messages, mais pas comment elles les recevaient.

Dans cette étude, Yuri Aratani et Takuya Uemura, biologistes moléculaires à l'Université de Saitama au Japon, et leurs collègues ont installé une pompe pour transférer les composés libérés par les plantes infectées et infestées d'insectes vers leurs voisines non affectées, ainsi qu'un microscope à fluorescence pour observer ce qui s'est passé.

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les larves (Spodoptera litura) ont été appliqués sur des feuilles coupées de plants de tomates et Plante d'Arabidopsis thalianaune mauvaise herbe commune de la famille de la moutarde, et les chercheurs ont imagé les réponses d'une deuxième mauvaise herbe saine et exempte d'insectes. Arabidopsis Plantez pour ces signaux de danger.

Ces plantes n’étaient pas des mauvaises herbes ordinaires : elles avaient été génétiquement modifiées de sorte que leurs cellules contenaient un biocapteur qui émettait une fluorescence verte lorsqu’un afflux d’ions calcium était détecté. Signaux calciques C'est quelque chose que les cellules humaines utilisent également pour communiquer.

L’équipe a utilisé une technique similaire pour mesurer les signaux calciques dans une étude l’année dernière sur la fluorescence Mimosa pudica Des plantes qui Ses feuilles bougent rapidement En réponse au toucher, pour éviter les prédateurs.

Cette fois, l’équipe a visualisé comment les plantes réagissent au bain de composés volatils, que les plantes libèrent quelques secondes après l’infection.

Ce n'était pas un cadre normal. Les composés ont été concentrés dans une bouteille en plastique et pompés sur la plante réceptrice à un débit constant, ce qui a permis aux chercheurs d'analyser les composés présents dans le mélange piquant.

Comme vous pouvez le voir dans la vidéo ci-dessus, les plantes saines ont reçu haut et fort les messages de leurs voisins infectés et ont répondu par des éclats de signaux de calcium qui se sont propagés à travers leurs feuilles tendues.

En analysant les composés aéroportés, les chercheurs ont découvert que deux composés appelés Z-3-HAL et E-2-HAL stimulent la signalisation du calcium dans le corps. Arabidopsis.

Ils ont également identifié les cellules qui réagissent en premier aux signaux de danger en Arabidopsis Les plantes contiennent des capteurs fluorescents exclusivement dans les cellules de garde, intermédiaires ou épidermiques.

Cellules protectrices Ce sont des cellules en forme de haricot que l'on trouve à la surface des plantes et qui forment des stomates, qui sont de petits pores qui s'ouvrent sur l'atmosphère lorsque les plantes respirent du dioxyde de carbone. Les cellules mésophylles sont le tissu interne des feuilles Cellules épidermiques C'est la couche externe ou la peau des feuilles d'une plante.

quand Arabidopsis Lorsque les plantes ont été exposées au Z-3-HAL, les cellules de garde ont généré des signaux de calcium en une minute environ, après quoi les cellules du mésophylle ont capté le message.

De plus, le prétraitement des plantes avec des phytohormones qui ferment les stomates réduit considérablement la signalisation calcique, ce qui suggère que les stomates fonctionnent comme des « narines » végétales.

« Nous avons enfin révélé l'histoire complexe de savoir quand, où et comment les plantes réagissent aux messages d'avertissement aériens de leurs voisins menacés. » Il dit Masatsugu Toyota, biologiste moléculaire à l'Université de Saitama au Japon et auteur principal de l'étude.

« Ce réseau de communication éthéré, caché à nos yeux, joue un rôle central dans la protection en temps opportun des stations voisines contre les menaces imminentes. »

L'étude a été publiée dans Communications naturelles.