13/07/2022
Vous êtes-vous déjà arrêtés en forêt pour vous allonger et regarder les arbres bouger ?
Observez-les autrement et regardez-les bouger avec ces quelques explications !
1er type de mouvement chez les plantes
Le tropisme est une réaction d'orientation ou de locomotion orientée, causée par des agents physiques ou chimiques. Et dans le règne végétal, il existe de multiples tropismes.
L'héliotropisme : Propriété des végétaux de se tourner vers la lumière solaire (héliotropisme positif), ou de s'en détourner (héliotropisme négatif).
Le gravitropisme : Perception de la verticale (il peut concerner les racines, qui s'enfoncent dans le sol parallèlement au champ de pesanteur, ou les tiges et les troncs inclinés, qui se redressent vers le ciel). La gravité terrestre est un facteur constant de notre environnement. La force qui en résulte représente potentiellement un stimulus, appelé stimulus gravitropique, auquel les plantes réagissent.
Le thigmotropisme : Propriété des végétaux à capter une stimulation tactile (le grec thigmo signifie toucher). C'est ainsi que des lianes s'allongent jusqu'à toucher un support, puis s'enroulent autour de lui.
Mais les tropismes ne sont pas les seuls à engendrer un mouvement chez les plantes.
2ème type de mouvement chez les plantes
Il existe des réactions, des stimuli, des mouvements végétaux non orientés, nommés nasties.
Comme pour les tropismes, ils peuvent être déclenchés par :
- la lumière : la photonastie, comme avec le pourpier qui s'ouvre le matin et se referme le soir,
- la température : la thermonastie, comme avec la germination ou la dormance de graines au-delà d’une certaine température
- la stimulation tactile : la thigmonastie, comme avec le Mimosa pudica (sensitive), qui replie ses feuilles dès qu’on le touche ; ou la Dionaea muscipula (dionée attrape-mouche) qui referme ses feuilles dès qu’un insecte effleure les poils de la nervure centrale.
Autre type de mouvement chez les plantes
La circumnutation (la quoi ?!) : Phénomène par lequel une plante subit une rotation au cours de sa croissance, créant des formes hélicoïdales. Comme la circumnutation d'une tige de liseron. Cette circumnutation peut ensuite évoluer en thigmotropisme si le liseron rencontre un support sur lequel s’accrocher.
Ou encore la thigmomorphogénèse : Phénomène d’adaptation aux sollicitations mécaniques par le toucher qui modifie la croissance et donc l’architecture de la plante. Toucher le haut d'une plante inhibe sa zone apicale, la plante ralentit alors sa croissance et se ramifie.
Ce phénomène est observable notamment sur les pins en bord de mer, qui poussent à l’horizontale, dans le sens du vent dominant.
Mais alors ? C’est tout ? Non !
En plus de ce panel de mouvements actifs, réalisables par les plantes et donc également les arbres ; les plantes disposent de petits « sabliers cellulaires » (les statolithes) qui leur indiquent le sens de la gravité.
Ce mécanisme présente une certaine ressemblance avec notre propre système de perception de la gravité. Chez l'homme, les statolithes (ou otolithes), sont inclus dans les canaux de l'oreille interne. Elles créent un signal électrique. Transmis au cerveau, ces signaux le renseignent sur la position du corps dans l'espace.
Des perceptions coordonnées
Chez les plantes, les chercheurs pensent que le poids de ces « sabliers cellulaires » provoque l'ouverture de canaux mécanosensibles.
En conséquence, des courants ioniques locaux sont créés lorsqu'on incline la tige ou la racine. Ces courants déclencheraient une série de réactions locales, qui aboutiraient à la redistribution des transporteurs d'auxine (l’hormone en charge de la croissance).
La gravité, mais pas seulement !
Cependant, Bruno Moulia, chercheur à l’INRAE de Clermont, en collaboration avec Stéphane Douady, physicien au CNRS, et Renaud Bastien, alors doctorant à l'INRA, ont montré que la sensibilité à la gravité ne suffit pas à expliquer les caractéristiques exactes du redressement gravitropique des tiges.
Dans une étude publiée en 2013, ces chercheurs ont soumis plusieurs plantes à une expérience : les plantes sont placées en dehors de toute sollicitation lumineuse. Un robot les place dans un sens aléatoire et modifie la position de la plante constamment en la faisant tourner de manière régulière, sur elle-même notamment.
Réaction de la plante : elle pousse droit dans son alignement
Pour obtenir l'alignement sur la direction de la gravité observé dans la nature, il faut supposer que la courbure est rectifiée en continu en tout point de la plante. Il existe donc un mécanisme correcteur qui permet à la plante de contrôler sa posture.
Il s'agit d'un phénomène de proprioception, terme qui étymologiquement signifie « perception de la configuration géométrique du corps dans l’espace». Il est comparable à celui rencontré chez les animaux et les humains, même s'il est fondé sur des mécanismes locaux et non sur un traitement nerveux central.
L'arbre perçoit s'il est bien rectiligne ou courbé et a la capacité de se rectifier et de contrôler son équilibre.
Bref, les arbres bougent. Sans arrêt. Et même sans vent.
Références des recherches menées par Bruno Moulia : https://cv.archives-ouvertes.fr/bruno-moulia?langChosen=fr
https://www.science.org/doi/10.1126/science.abc6868
https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nph.17913
https://academic.oup.com/jxb/article/64/15/4617/465132
