Un modèle mathématique met en lumière le rôle
d’un sens de la courbure chez les végétaux pour l’orientation selon
l’axe vertical.
Loin
d’être insensibles, les plantes sont douées de proprioception, d’après
des recherches menées par des chercheurs de l’Inra, de l’Université
Paris Diderot, de l’Université Blaise Pascal de Clermont-Ferrand et de
l’Université technique du Danemark. Cette faculté de percevoir la
position, la forme et les mouvements de son propre organisme
interviendrait même dans les manœuvres de correction de courbure,
nécessaires pour maintenir la rectitude des arbres forestiers par
exemple.
En effet, l’observation de leur redressement montre que, dans un premier temps, la tige se courbe pour chercher une orientation conforme à la gravité. Pour cela, les végétaux utilisent un mécanisme de gravitropisme, système par lequel les plantes sentent l’angle de leur axe par rapport à la gravité et le compense via une synthèse cellulaire asymétrique. Mais dans un second temps, la tige doit corriger cette courbure pour retrouver une silhouette plus longiligne. Cette phase a été décrite comme un phénomène autotrophe (sans lien avec un stimulus extérieur). Mais le déroulement fin de ce mécanisme de redressement restait à éclaircir.
Le groupe de physiciens, de mathématiciens et de biologistes a donc créé un modèle in silico afin de décrire la correction de courbure et d’évaluer son lien avec le gravitropisme. En modélisant le fléchissement et le redressement d’une simili tige et en comparant ce processus aux cinétiques de gravitropisme de 11 plantes angiospermes, les chercheurs ont conclu que le gravitropisme ne peut pas être le seul phénomène impliqué. Leur modèle montre que le caractère contrôlant la dynamique du mouvement et la forme finale de la plante est un ratio entre sa sensibilité à la gravité et sa sensibilité proprioceptive, et que ce ratio doit être ajusté à la taille de la plante. Ceci définit une loi « graviproprioceptive », comme les auteurs l’ont nommée.
Bastien R et al. (2012) Proc Natl Acad Sci USA,
doi:10.1073/pnas.1214301109
Séquence du redressement d’Arabidopsis thaliana après une inclinaison à l’horizontale.
© Inra/R. Bastien, S. Douady, B. Moulia
En effet, l’observation de leur redressement montre que, dans un premier temps, la tige se courbe pour chercher une orientation conforme à la gravité. Pour cela, les végétaux utilisent un mécanisme de gravitropisme, système par lequel les plantes sentent l’angle de leur axe par rapport à la gravité et le compense via une synthèse cellulaire asymétrique. Mais dans un second temps, la tige doit corriger cette courbure pour retrouver une silhouette plus longiligne. Cette phase a été décrite comme un phénomène autotrophe (sans lien avec un stimulus extérieur). Mais le déroulement fin de ce mécanisme de redressement restait à éclaircir.
Le groupe de physiciens, de mathématiciens et de biologistes a donc créé un modèle in silico afin de décrire la correction de courbure et d’évaluer son lien avec le gravitropisme. En modélisant le fléchissement et le redressement d’une simili tige et en comparant ce processus aux cinétiques de gravitropisme de 11 plantes angiospermes, les chercheurs ont conclu que le gravitropisme ne peut pas être le seul phénomène impliqué. Leur modèle montre que le caractère contrôlant la dynamique du mouvement et la forme finale de la plante est un ratio entre sa sensibilité à la gravité et sa sensibilité proprioceptive, et que ce ratio doit être ajusté à la taille de la plante. Ceci définit une loi « graviproprioceptive », comme les auteurs l’ont nommée.
Bastien R et al. (2012) Proc Natl Acad Sci USA,
doi:10.1073/pnas.1214301109
Séquence du redressement d’Arabidopsis thaliana après une inclinaison à l’horizontale.
© Inra/R. Bastien, S. Douady, B. Moulia
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