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Observez la plus rapide des plantes carnivores aquatiques !

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Même le plus rapide des insectes n'a aucune chance de réchapper à l'utriculaire - une plante aquatique carnivore - qui aspire sa proie en 1 millième de seconde ! Le mécanisme de cette capture a été filmé tout aussi rapidement, et révèle ses moindres secrets...

L'utriculaire (ici Utricularia vulgaris) est une plante carnivore aquatique, pourvue de pièges à aspiration pour la capture de petits animaux aquatiques. © Carmen Weißkopf

Les plantes utriculaires vivent à la surface des eaux stagnantes, des milieux habituellement pauvres en nutriments. Privées de racines, elles ne peuvent pas chercher dans le sol les éléments nutritifs dont elles ont besoin. Pour réussir à survivre malgré tout dans ce milieu peu hospitalier, elles ont dû faire preuve d'une ingéniosité qui les distingue des autres plantes que l'on a l'habitude de croiser. Leur nourriture n'est autre que des insectes, qui ont été capturés avec adresse et seront digérés comme des proies. Une plante carnivore et non fixée au sol, un vrai comportement d'animal dans un corps de végétal !

Des aspirateurs à insectes

Alors comment fait-elle ? En plus de ses feuilles filiformes qui captent l'énergie solaire, l'utriculaire possède un autre atout majeur : de nombreuses vésicules sphériques de quelques millimètres de diamètre, fixées sur les feuilles et disposées sous la surface de l'eau. Ce sont de vrais pièges, grâce à leur capacité à aspirer automatiquement et violemment ce qui les entoure, dès qu'un insecte téméraire s'en approche. Ce mécanisme ultrarapide se décompose en deux phases.

La première est une longue phase de préparation, destinée à armer le piège. Des glandes situées à l'intérieur de la vésicule s'activent à pomper, pendant plusieurs heures, pour évacuer l'eau présente dans la cavité du piège. De cette façon, un vide s'installe, déformant la vésicule qui s'écrase sur elle-même, et créant une énergie dite « élastique ». La nature ayant horreur du vide, cette énergie emmagasinée est alors prête à être évacuée à tout moment.


Le mécanisme du piège de l'utriculaire est ultrarapide ! © Philippe Marmottant, Dailymotion

L'énergie élastique est libérée

Le moment de libération de l'énergie n'est pas choisi au hasard, et constitue la deuxième phase du piège. De nombreux cils présents sur la « porte » flexible du piège fonctionnent comme des capteurs sensibles aux mouvements d'une proie. Dès que l'insecte manifeste sa présence en touchant un cil par inadvertance, c'en est fini de lui : l'énergie élastique est libérée, l'eau est aspirée dans la vésicule, emmenant avec elle le futur repas de la plante carnivore. Il ne reste aux enzymes de la plante, présentes dans la vésicule, qu'à digérer tranquillement la puce d'eau ou la daphnie prise au piège.

Le mécanisme d'aspiration est si rapide (environ 1 millième de seconde) qu'il ne peut pas être visualisé et encore moins analysé à l'œil nu. Pour comprendre le secret de sa rapidité, seize pièges en action provenant de trois espèces distinctes d'utriculaires (Utricularia australisU. inflata et U. vulgaris) ont été filmés à raison de 15.000 images par seconde.

Le secret : la courbure de la porte

Les scientifiques ont alors pu observer le mécanisme de capture dans les moindres détails. Lorsque la plante attend sa proie, la porte d'entrée du piège est sous forme convexe, bombée vers l'extérieur. Dès qu'un insecte touche un cil de l'utriculaire, la courbure de la porte commence à s'inverser pour devenir progressivement concave. Cette inversion provoque l'ouverture de la porte en 0,5 milliseconde, laissant entrer l'eau et la proie grâce à une aspiration atteignant les 600 g (une dizaine de est déjà à la limite du supportable pour la plupart d'entre nous) !

La porte n'étant plus dans sa courbure habituelle, elle reprend sa forme naturelle très rapidement (à l'image d'une puce en plastique que l'on retourne et qui saute toute seule pour reprendre sa forme initiale) ce qui provoque la fermeture hermétique de la vésicule, et un piège sans issue pour l'insecte capturé.

Ces travaux, effectués par une équipe de physiciens du laboratoire interdisciplinaire de physique (CNRS, université Joseph Fourier) ont été publiés dans la revue Proceedings of the Royal Society of London B et montrent que les nouvelles technologies permettent toujours d'en savoir plus sur le monde merveilleux qui nous entoure.

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