Regarder une usine réagir quand une chenille mord

Lorsque les plantes sont blessées, elles envoient des signaux d’alerte qui se propagent aux autres feuilles, provoquant l’alarme et activant les mécanismes de défense des zones non endommagées. Maintenant, les chercheurs ont capturé cette explosion d'activité dans une série de vidéos fascinantes qui aident à expliquer le sujet délicat de «l'intelligence végétale».

«Les usines ont l'air d'être si intelligentes – elles font ce qu'il faut au bon moment, elles perçoivent une énorme quantité d'informations environnementales et les traitent», déclare Simon Gilroy, qui dirige le laboratoire de botanique de l'Université du Wisconsin. -Madison «Mais ils n’ont pas le cerveau, l’unité de traitement de l’information qui, selon nous, devrait être nécessaire pour faire ces calculs vraiment élégants.»

Pour voir comment les plantes communiquent en interne, les chercheurs du laboratoire de Gilroy ont modifié génétiquement les plantes avec une protéine fluorescente verte provenant à l’origine des méduses. Cette protéine brillante peut être liée à des substances spécifiques, de sorte que l’équipe peut voir comment les différents produits chimiques à l’intérieur des plantes réagissent aux stimuli.

Après une attaque, comme une chenille qui pique une feuille, les plantes libèrent un acide aminé appelé glutamate. Cela active à son tour les niveaux de calcium dans le reste de la plante, ce qui déclenche des mécanismes de défense pour aider à prévenir d'autres dommages. Certaines plantes libèrent des composés volatils pour repousser les insectes attaquants ou même attirer d'autres insectes qui s'attaquent aux agresseurs des plantes. Les plants de coton, lorsqu'ils sont endommagés par les larves de mites, attirent les guêpes qui se nourrissent des papillons.

Thème commun

Pour cette étude, l’équipe de Gilroy a combiné la protéine fluorescente avec une autre protéine qui se lie au calcium, et le résultat est une plante mutante qui brille lorsque les niveaux de calcium augmentent. (Voir les photos de plantes qui brillent.)

Lorsqu'ils ont examiné les plantes blessées au microscope, ils ont pu voir en temps réel le signal se répandant en quelques minutes à travers la plante. Des recherches similaires sur la communication végétale ont montré que le glutamate et le calcium faisaient partie intégrante de ce processus, mais Gilroy et son laboratoire sont les premiers à montrer cette activité avec autant de détails.

Le glutamate et le calcium jouent tous deux un rôle similaire dans tous les règnes de la vie, y compris les humains.

"Votre cœur bat parce qu'il y a des éclairs de calcium à l'intérieur des cellules qui déclenchent des contractions musculaires", dit Gilroy. «Vous pouvez donc trouver le thème de la signalisation du calcium dans la biologie

Cependant, la science ne fait que commencer à comprendre comment les plantes utilisent ces outils biologiques communs pour communiquer, explique M. Gilroy. Des études comme celle-ci pourraient donc contribuer à des applications à long terme pour parler le langage végétal.

«Si nous en savons assez sur la manière dont les plantes déclenchent de manière préventive leurs défenses naturelles, nous pourrions peut-être le faire à la demande», dit-il. "Dans ce cas, nous pourrions aller, d'accord, il y a une indication d'une épidémie de ravageurs, je vais allumer ces plantes pour être déjà défendu contre ce ravageur avant que cela ne devienne un problème."

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