Dionée attrape-mouche - Définition

Fonctionnement du piège

Les insectes sont attirés par une odeur qui se dégage au niveau du piège, sans doute plus précisément au niveau des glandes nectarifères du pourtour. Le piège se referme grâce à des poils sensitifs qui se plient facilement dès qu'il y a deux contacts en un temps limité et déclenchent alors un signal. La fermeture (thigmonastie) et la suite des mécanismes sont complexes et mal connues car il n'y a pas de fibres contractiles analogues à celles des muscles animaux et chaque cellule une fois allongée ne pourra pas revenir au stade antérieur. La digestion qui s'ensuit est, par contre, plus classique, les enzymes protéolytiques existant aussi bien dans les cellules animales que végétales pour les mécanismes intra-cellulaires : il y a "simplement" libération à l'extérieur. Certains points sont détaillés ci-dessous mais il est clair que certaines étapes sont reprises de connaissances plus générales en physiologie végétale et n'ont pas forcément été démontrées ou étudiées spécifiquement chez Dionaea.

Origine de la fermeture

Les poils sensibles sont responsables de la fermeture. De plus, deux stimulations du piège sont nécessaires pour que celui-ci se referme, ces dernières devant être effectuées dans un intervalle de temps de 20 secondes. Ce déclenchement en deux temps évite au piège des fermetures inutiles, provoquées par exemple par le contact de poussières, de débris végétaux ou surtout de gouttes d'eau.

Dès 1873, des mesures de potentiel ont été effectuées parce qu'un signal électrique pouvait a priori expliquer la rapidité de la fermeture du piège. La fermeture rapide du piège est corrélée avec le déclenchement d'au moins deux potentiels d'action (PA) : à chaque contact avec le poil sensitif, un potentiel d'action est libéré. Mais comment est généré ce potentiel d'action ?

Anatomie du piège

Croissance d'une feuille (vue accélérée)

En 1991, Fagerberg^{[citation nécessaire]} imbibe les pièges par une solution d'ions lanthane (La³⁺) et constate par la suite que les pièges sont anesthésiés et ne fonctionnent plus même après deux stimulations. Or, une solution d'ions lanthane est puissamment chélatée par les canaux à ions chlorure Cl^-. Cela permet une interaction avec le canal ionique et ainsi de le bloquer à cause de la taille très importante de son atome. On peut donc déduire que le potentiel d'action qui est émis est en lien avec des canaux chlorure.

Dans le cas du piège de Dionaea, la totalité des cellules baigne dans le liquide interstitiel, contenant de nombreux ions de différentes natures. Or, le milieu intracellulaire et ce liquide sont tous deux riches en ions, mais avec des concentrations très différentes : le milieu extracellulaire est beaucoup plus concentré en cations et plus précisément en ions calcium Ca²⁺ que le milieu intracellulaire, lui beaucoup plus riche en anions, ici des ions chlorure Cl^-.

Mécanisme de fermeture

Cette perturbation du potentiel de repos va provoquer ensuite une onde électrique qui se propage par la membrane plasmique dans toutes les cellules du piège. Mais comment cette onde électrique se propage au sein de celui-ci ? La modification du potentiel de repos d'une première cellule sensorielle provoque donc une modification dans les membranes des cellules voisines, créant un nouveau potentiel d'action et ainsi de suite, jusqu'à ce que cette onde électrique arrive aux cellules "motrices", responsables du mouvement du piège. Cette propagation s'effectue donc grâce à une « réaction en chaîne » où chaque cellule intervient, ce qui permet à l'onde électrique de ne pas perdre en intensité.

L'onde électrique, parvenue aux cellules de la face interne du piège, va permettre l'activation d'une nouvelle enzyme intervenant dans le processus de fermeture du piège, la pompe à protons. Une fois actionnée, la pompe, située au niveau de la membrane cellulaire, va libérer de l'acidité sous forme d'ions H⁺.

La pompe à protons va donc transférer des ions H⁺ et donc de l'acidité de l'intérieur de la cellule de la face interne du piège à la membrane des cellules de la face externe du piège. Il faut également noter que cette pompe, bien qu'elle soit active après une stimulation électrique, ne libère de l'acide qu'après deux stimulations. Ceci explique donc le fait qu'il faille deux stimulations au niveau des poils sensitifs pour que le piège se referme.

Les ions H⁺ libérés par la pompe à protons entraînent une acidification des cellules de la face externe du piège. L'acidité va ensuite agir sur les liaisons entre les fibres de la paroi, ce qui provoque une diminution des forces ioniques qui sont responsables de l'assemblage des fibres (polymères) qui constituent la paroi cellulaire solide autour des cellules. En conséquence, les parois externes vont se ramollir. Les cellules de la paroi vont ensuite profiter de ce ramollissement de leur « coque » pour s'étendre grâce à une entrée d'eau dans le milieu intracellulaire et plus précisément dans la vacuole. S'en suit une resolidification des parois du lobe du piège due à l'allongement des cellules qui exercent plus de pression sur cette même paroi (pression osmotique), à l'image d'une feuille fanée retrouvant de l'eau. Le lobe du piège se courbe donc vers l'intérieur, les cellules de la face externe du lobe étant plus allongées que les cellules de la face interne.