Une vidéo surprenante visualise en direct la transmission d’un message dans une plante : l’agression d’une feuille conduit à la propagation d’un signal électrique qui alerte d’autres feuilles du danger. Le végétal utilise le glutamate et des mouvements d'ions calcium.
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Les plantes, fixées au sol, ne peuvent pas s'enfuir à l'approche d'un herbivoreherbivore. C'est pourquoi elles ont développé des systèmes de défense chimiques pour éloigner leurs prédateurs. Lorsqu'une feuille est attaquée, la plante a des moyens de préparer ses autres feuilles à l'agression. Dans la vidéo ci-dessous, vous verrez une chenillechenille grignoter une feuille de la plante ; en moins d'une minute, un message, visualisé par une lumière fluorescente, se transmet dans la plante.

Cette vidéo a été obtenue par le laboratoire de Simon Gilroy, professeur de botaniquebotanique à l'université du Wisconsin-Madison, qui explique dans un communiqué : « Nous savons que si vous blessez une feuille, vous obtenez une charge électrique et vous obtenez une propagation qui se déplace à travers la plante ». Les chercheurs voulaient mieux comprendre comment se propageait cette décharge électrique. La réponse à ce problème fait intervenir des ions calciumcalcium.


Dans cette vidéo, une chenille mange une feuille d’Arabidopsis. Une vague de messages se propage pour préparer des feuilles éloignées à l’agression. La fluorescence permet de visualiser un message calcium. © Simon Gilroy, UW-Madison Campus Connection

Des points communs avec le système nerveux des vertébrés

Un chercheur post-doctoral, Masatsugu Toyota, a mis au point des plantes Arabidopsis thaliana qui produisent une protéine fluorescente en présence de calcium. La vidéo permet donc de visualiser la propagation du message « calcium ». Dans leur recherche parue dans Science, les scientifiques ont aussi montré que le glutamateglutamate intervient dans cette signalisation.

L'acide aminéacide aminé glutamate est un neurotransmetteurneurotransmetteur excitateur du système nerveux des vertébrésvertébrés. Les récepteurs du glutamate sont des ces canaux qui déclenchent une cascade de modifications dans la concentration du calcium intracellulaire. Les chercheurs ont aussi montré que des plantes sans récepteur au glutamate ne transmettent plus de signaux électriques de défense utilisant le calcium.