Quand les racines parlent aux feuilles !
Publié par Adrien le 11/12/2019 à 08:00
Source: CNRS INSB
Chez les végétaux, les racines et les feuilles communiquent pour assurer une croissance optimale de la plante en fonction des variations de l'environnement. Dans une étude publiée dans la revue Nature Plants, un consortium de chercheurs européens a découvert la nature d'un signal ( Termes généraux Un signal est un message simplifié et généralement codé. Il existe sous forme d'objets ayant des formes particulières. Les signaux lumineux sont...) émis par les racines, qui adapte l'architecture (L’architecture peut se définir comme l’art de bâtir des édifices.) des plantes aux changements de la température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante, elle est reliée aux sensations de froid et de chaud, provenant du...) ambiante.


Arabettes âgées de deux semaines cultivées à 20° et 28°C, illustrent la plasticité de croissance d'une plante en réponse à une élévation de la température.
© Patrick Achard

Contraintes à l'immobilité, les plantes ajustent continuellement leur croissance et leur développement en fonction des variations de l'environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux...), telles que les fluctuations de température, d'humidité (L'humidité est la présence d'eau ou de vapeur d'eau dans l'air ou dans une substance (linge, pain, produit chimique, etc.).) ou de lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 380nm (violet) à 780nm (rouge). La lumière est intimement...). Ainsi, les plantes sont capables de percevoir une augmentation de la température ambiante de quelques degrés, et d'adapter en conséquence leurs processus métaboliques et moléculaires. Pour cela, les végétaux émettent des signaux chimiques qui se propagent dans toute la plante. Par exemple, en réponse à la sécheresse, les racines émettent des signaux qui sont perçus par des cellules spécialisées au niveau des feuilles pour limiter l'évapotranspiration.

Dans le cadre d'une collaboration avec l'université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures). Aux États-Unis, au...) de Brunswick, l'université de Valencia et le CEA de Cadarache (Le centre de Cadarache est un centre de recherche nucléaire français situé dans les Bouches-du-Rhône, au confluent du Verdon et de la Durance sur un...), les chercheurs ont montré qu'un signal particulier, les gibbérellines (GA), exerçait un rôle primordial dans les communications à longue distance en réponse aux changements de température ambiante. Les GA sont des phytohormones peu abondantes qui stimulent la croissance des plantes en promouvant la division (La division est une loi de composition qui à deux nombres associe le produit du premier par l'inverse du second. Si un nombre est non nul, la fonction "division par ce nombre" est la réciproque de la fonction...) et l'élongation des cellules. Par des expériences de greffes, associées à la génétique (La génétique (du grec genno γεννώ = donner naissance) est la science qui étudie l'hérédité et les gènes.), les biologistes ont montré qu'un précurseur des GA produit par les racines, la GA12, agit de manière dose-dépendante en réponse à une élévation de la température, sur la croissance des plantes. Ainsi, grâce à ce mécanisme de communication (La communication concerne aussi bien l'homme (communication intra-psychique, interpersonnelle, groupale...) que l'animal (communication intra- ou inter- espèces) ou la machine (télécommunications, nouvelles technologies...), ainsi que leurs...), les racines ajustent constamment la quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre manière de dénommer la valeur d’une collection ou un groupe de choses.) optimale de GA produites par les feuilles en fonction de la température du sol et de l'air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et incolore. Du fait de la diminution de la pression de l'air avec l'altitude, il...).

Le réchauffement climatique (Le réchauffement climatique, également appelé réchauffement planétaire, ou réchauffement global, est un phénomène d'augmentation de la température moyenne des océans et de...) a déjà eu des répercussions importantes sur la morphologie des plantes. Cette étude laisse entrevoir comment des signaux émis par les racines adaptent le développement de la plante en fonction des fluctuations de la température ambiante, dont l'amplitude (Dans cette simple équation d’onde :) des variations peut augmenter rapidement au printemps (Le printemps (du latin primus, premier, et tempus, temps, cette saison marquant autrefois le début de l'année) est l'une des quatre saisons des...), notamment entre les températures du jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil...) et de la nuit.

Pour en savoir plus:

Root-derived GA12 contributes to temperature-induced shoot growth in Arabidopsis
Camut L, Regnault T, Sirlin-Josserand M, Sakvarelidze-Achard L, Carrera E, Zumsteg J, Heintz D, Leonhardt N, Lange MJP, Lange T, Davière J-M and Achard P.
Nature Plants 9 Dec 2019. DOI https://doi.org/10.1038/s41477-019-0568-8
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