Intelligence végétale

Des chercheurs du monde entier se sont réunis cet été dans le Massif Central afin de faire le point sur leurs connaissances du monde végétal et surtout pour faire part de leurs expériences pour continuer de progresser dans cette sciencedésormais caractérisée par sa multidisciplinarité.

Nous vous avons déjà parlé dans ces colonnes de l’adaptation des plantes alpines au changement climatique, ou encore des changements de la flore face à la nature ou au niveau sonore du bruit ambiant. Autant de constats qui forcent l’admiration pour les capacités naturelles des espèces en question. biomimetique.png.

Mais nos chercheurs, eux, ne se contentent pas de constater, ils veulent comprendre comment et pourquoi se produisent ces évolutions, comment le monde végétal réussit à réaliser autant d’exploits physiques, on pourrait presque dire sportifs. Sans pour autant avoir de muscles, de membres ou de cerveau. Car il faut bien avoir des atouts pour résister aux vents, aux courants pour les espèces aquatiques, au poids de la neige et toutes les autres agressions de la nature et de l’homme. Comment toute cette dynamique, le plus souvent imperceptible car très progressive, se met-elle en œuvre ? Implique-t-elle des mécanismes universels ? La taille, la forme des arbres, de leurs branches, de leurs feuilles ont-elles une raison scientifique ?

Imaginer les contraintes et les agressions

Alors, pour comprendre, les chercheur expérimentent, mais attention, il faut avoir le cœur bien accroché, même s’ils nous rassurent en nous affirmant qu’« aucun capteur de douleur n’a été identifié chez les plantes »*.

Leurs jeux favoris ? Taper sur la tête d’une Arabidopsis (arabette, un genre de moutarde) plusieurs fois par jour pour constater au bout de quelques semaines qu’elle a une tige moins haute et plus large que ses congénères qu’on aura laissé tranquilles et dont les racines et les fleurs seront plus abondantes. Tordre les troncs de jeunes peupliers, observer les effets sur leur diamètre et se rendre compte qu’au bout de quelques jours l’arbre est comme désensibilisé, puis qu’il retrouve toutes ses sensations dès qu’on ne le malmène plus, comme l’a fait l’Inra de Clermont-Ferrand. Contraindre des algues à résister à des courants de forces diverses : certaines vont se raccourcir pour offrir moins de résistance, d’autres vont raccourcir leurs feuilles ou augmenter leur quantité de cellules pour se renforcer face à la pression du courant ou encore changer de forme. C’est ce qu’ont fait le laboratoire LEHNA et l’Université de Californie. Cela a permis de voir qu’en cas de sécheresse, les algues peuvent aussi durcir leurs feuilles pour décourager herbivores qui pourraient y voir un nouveau mets avec lequel se délecter. Ou bien encore, planter du riz dans des sols plus ou moins fermes pour déterminer que les racines de la céréale sont plus sensibles à la mécanique du sol qu’à la quantité d’eau qu’il absorbe. Ce faisant, le laboratoire britannique Rothamsted Research a mis en évidence que les racines réagissent au stress.

D’autres encore, comme l’Université de Fribourg, ont démontré en taillant des arbres de façon quelque peu intempestive que, plus que le tronc, c’est la forme générale de l‘arbre qui lui permet de résister aux vents, donc les feuilles et les branches.

Un sens du toucher très développé

Toutes ces expériences, sans parler des essais biologiques et génétiques beaucoup plus médiatisés, montrent que les végétaux savent apporter des réponses aux torsions, au toucher, aux différents stress, qu’ils ont le sens du toucher, une grande capacité de perception.

Mais comment est-ce possible ? Si de nombreuses questions restent en suspens, de grands pas ont été faits  depuis les premières rencontres interdisciplinaires des années 90. Par exemple, en ce qui concerne la détection de gravité par les plantes et leur inclinaison : grâce à certaines cellules, les statocystes, qui agissent comme un niveau de maçon pour aligner les briques. La plante peut  développer plus de cellules en bas ou en haut de sa tige afin de la faire se redresser. Les arbres développent une stratégie différente en agissant sur la forme de leurs cellules.

De nombreuses avancées donc, mais qui ne permettent pas encore de boucler tout le déroulement du processus d’adaptation des végétaux aux contraintes qui les affligent. Quel est le processus qui fait qu’un arbre ressent le vent ou que ses branches plient ? Des impulsions hydrauliques pourraient parcourir le tronc et les branches ? On ne sait pas encore et bien d’autres questions sont actuellement en quête de réponse dans les laboratoires.

Des applications inattendues

Tous ces scientifiques ne se contentent pas de recherche fondamentale et certains passent à l’application. Comment renforcer les tiges des roses pour qu’elles ne s’affaissent pas au moment de les offrir ? En leur tapant sur la tête au cours de leur poussée en serre (décidément, ils aiment bien taper sur la tête…). De même, ces travaux ont permis d’améliorer le déroulage (le fait de débiter un tronc pour en faire des planches ou des lames) en tenant compte de la température, de l’humidité et du temps de repos nécessaire pour optimiser la qualité du bois. Mais c’est en matière de biomimétique que les progrès sont les plus visibles. Cette technique, qui consiste à imiter la nature pour en reproduire les mécanismes offre un cadre formidable au développement d’idées.

biomimetique.png

Certaines ont déjà fait leur chemin, en Allemagne notamment. Un chercheur ainsi mis au point des pare-chocs automobiles à base de mousse en laissant tomber des pomelos du haut de son laboratoire de Fribourg. Il ne travaille pour l’industrie automobile mais voulait savoir quand le fruit aller pourrir. Le hasard a fait le reste. Il avait auparavant développé un système de volets qui pivotent occultant sans charnières en reproduisant des fibres de cannes sur lesquelles des oiseaux viennent régulièrement se poser déclenchant ainsi l’ouverture et la fermeture de sa fleur. Il a aussi mis au point des matériaux antidérapants s’inspirant de lianes qui ont la capacité de s’auto réparer. De même, des vitres autonettoyantes avaient été inventées auparavant en observant la structuration de la surface de la fleur de lotus. Autant d’idées qui pourraient ramener les étudiants dans les amphis de botanique ou d’anatomie, quelque peu délaissés actuellement. Ce sont d’ailleurs des étudiants qui exposaient à Clermont-Ferrand un travail intitulé « Comment devenir un arbre sans bois ». Un travail inspiré du papayer dont le tronc de contient pas lignine (l’un des principaux composants du bois avec la cellulose). Plus récemment, une équipe de Harvard s’est inspiré du concombre pour expliquer comment il serait possible de développer des ressorts à rigidité variable. Autant de bonnes raisons de persister dans l’idée de préserver notre patrimoine naturel.

Avec Le Monde

*Bruno Moulia, coorganisateur du Congrès, chercheur à l’Inra de Clermont-Ferrand (Le Monde du °1/09/2012)

*Laboratoire LEHNA : Laboratoire d’écologie des hydrosystèmes naturels et anthropises de l’Université de Lyon et du CNRS 

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A propos angeliquedelhoute

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