Sécheresse: mieux comprendre les mécanismes de mortalité des plantes

Publié par Isabelle le 21/11/2021 à 13:00
Source: INRAE
Etudier les mécanismes à l'origine des dommages causés par la sécheresse est primordial pour mieux comprendre et anticiper l'impact des changements climatiques sur les écosystèmes.

Les chercheurs d'INRAE ont réalisé une synthèse des travaux des 15 dernières années sur les processus impliqués dans les dommages causés par la sécheresse. Publiés dans Trends in Plant Science (La science (latin scientia, « connaissance ») est, d'après le dictionnaire...), leur analyse montre que si les dommages causés sont bien connus, le lien entre ces dommages et la mort (La mort est l'état définitif d'un organisme biologique qui cesse de vivre (même si...) des plantes reste peu étudié. Il devient alors difficile de comprendre et d'anticiper la mort des plantes en situation (En géographie, la situation est un concept spatial permettant la localisation relative d'un...) de sécheresse. Les auteurs pointent la nécessité de poursuivre les travaux de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue...) sur l'impact de la sécheresse sur les méristèmes, les tissus permettant aux plantes de se développer et se régénérer, et les liens avec les risques d'embolie (Une embolie est le largage de matériel (appelé embole) dans la circulation sanguine.) du xylème, le tissu transportant l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les...) dans les plantes.


Sécheresse: mieux comprendre les mécanismes de mortalité des plantes.
© INRAE_Bertrand Nicolas

L'augmentation des températures et des sécheresses causées par le changement climatique est reconnue parmi les premiers facteurs causant la mort des plantes. Il est établi aujourd'hui que la mortalité des plantes est fortement corrélée à la défaillance hydraulique (L'hydraulique désigne la branche de la physique qui étudie les liquides. En tant que telle, les...) du xylème, le tissu permettant de transporter l'eau et les nutriments des racines aux feuilles. En cas de sécheresse, des bulles d'air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et...) peuvent se former dans le xylème -c'est la cavitation*- causant des dysfonctionnements hydrauliques par embolie dans les vaisseaux. Les chercheurs savent aujourd'hui qu'il y a une forte corrélation entre le risque de cavitation (La cavitation décrit la naissance et l'oscillation radiale de bulles de gaz et de vapeur dans un...) et la mortalité des plantes, mais il reste des zones d'ombre (Une ombre est une zone sombre créée par l'interposition d'un objet opaque (ou seulement...) sur les mécanismes causant la mort des plantes.

La synthèse montre que la défaillance hydraulique peut conduire à une dégradation de l'état hydrique de la plante (Les plantes (Plantae Haeckel, 1866) sont des êtres pluricellulaires à la base de la...), c'est-à-dire une diminution de l'eau qu'elle contient dans ses tissus. Ce déficit peut conduire à des altérations structurelles et à une accumulation de dérivés réactifs de l'oxygène (L’oxygène est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de...) (ROS), des molécules dégradant les cellules et pouvant causer leur mort si elles ne sont pas neutralisées. Cette défaillance est particulièrement critique si elle touche les méristèmes qui sont les tissus permettant aux plantes de se développer continuellement en dehors des périodes de dormance. Sans méristème (Chez les embryophytes (plantes vertes), un méristème est un tissu biologique...) viable, la plante meurt.

Cependant, le niveau de défaillance hydraulique causant une baisse du niveau hydrique suffisamment critique pour qu'elle cause des dégâts importants au niveau des tissus reste encore incertain. Déterminer ce lien permettrait de mieux évaluer le niveau de sécheresse que pourrait supporter les plantes sans endommager leurs tissus, en particulier les méristèmes.

Si les mécanismes de mort cellulaire et la défaillance hydraulique font l'objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans...) de nombreuses études, il existe peu de travaux étudiant les liens entre la défaillance hydraulique causée par la sécheresse, les mécanismes de mort cellulaire et le statut des méristèmes. Etudier ces interactions permettrait de mieux comprendre les mécanismes de mortalité des plantes causée par la sécheresse. Ces recherches pourraient permettre de mieux prévoir l'impact des sécheresses à venir, voire d'identifier de nouveaux facteurs de résistance à la sécheresse des plantes pour adapter les écosystèmes et agroécosystèmes à la sécheresse.

Note:
* Rupture des vaisseaux des plantes, provoquée par une bulle d'air. Ce phénomène brutal crée une embolie gazeuse = remplissage des vaisseaux par de l'air saturé en vapeur () d'eau ce qui rend impossible le transfert de l'eau dans les parties embolisées.


Référence:
Marylou Mantova, Stéphane Herbette, Hervé Cochard, José M. Torres-Ruiz. Hydraulic failure and tree mortality: from correlation to causation. Trends in Plant Science https://doi.org/10.1016/j.tplants.2021.10.003
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