Les biologistes de l’université Rice ont découvert que, tandis que les plantes semblent assez inactives pendant la journée, elles se préparent subrepticement pour la bataille avec les insectes affamés.
Quand vous passez à cotés d’une plante, elles ne semblent pas être en pleine activité et pourtant, si ! mais tout ce passe au niveau génétique selon Janet Braam, l’une des enquêtrices sur une nouvelle étude, qui apparaît dans les Actes de l’Académie nationale des sciences (lien plus bas). "Il est curieux de voir l’ensemble de cette activité au niveau génétique. C’est comme regarder une forteresse assiégée se mettre en état d’alerte."
Les biologistes savent depuis longtemps que les plantes ont une horloge interne qui leur permet de mesurer le passage du temps, indépendamment des conditions de lumière. Certaines plantes déplacent leurs feuilles pour suivre le soleil durant la journée, mais ensuite "réinitialisent" leurs feuilles pendant la nuit pour les déplacer en arrière, vers l’est, en prévision du lever du soleil. Des études récentes ont utilisé des outils génétiques pour étudier les rythmes circadiens de plantes. Les chercheurs ont découvert que jusqu’à un tiers des gènes dans la plante Arabidopsis thaliana (aussi connu sous le nom d’arabette des dames) sont activés par leur cycle circadien. Certains des gènes circadiens régulés sont liés aux réponses à la blessure ou à la guérison, ce qui signifie qu’elles peuvent s’attendre à une attaque d’insectes, alors qu’elles anticipent le lever du soleil.
Afin de tester cette théorie, la diplômée en biochimie et étudiante en biologie cellulaire, Danielle Goodspeed, a conçu une expérience. Elle a utilisé des cycles de lumière de 12 heures pour régler les horloges circadiennes des plantes d’Arabidopsis et des chenilles arpenteuses du chou, qui aiment à grignoter les plantes. La moitié des plantes ont été placées avec des chenilles sur une base régulière de cycle jour-nuit et l’autre moitié ont été placés avec des chenilles dont le régime de leur horloge interne était en mode diurne pendant les heures où les plantes étaient en mode nuit.
"Nous avons constaté que les plantes dont les horloges étaient en phase avec les insectes étaient relativement résistantes, alors que les plantes dont les horloges sont en opposition de phase ont été décimées par les insectes qui se nourrissent d’elles", a déclaré Goodspeed.
Goodspeed et ses collègues, y compris Wassim Chehab a constaté que la plante utilise son horloge circadienne pour augmenter la production d’une hormone : la jasmonate, utilisée par les plantes pour réguler la production de métabolites qui interfèrent avec la digestion des insectes, pendant la journée lorsque les insectes affamés ont plus tendance à se nourrir. Ils ont également découvert que l’horloge circadienne a été utilisée pour réguler la production de défenses chimiques comme celles qui protègent contre les infections bactériennes.
Les résultats pourraient aider à éclairer les nouvelles stratégies de résistance aux insectes.
La présentation en vidéo de la découverte par l’université Rice :
L’étude publiée sur la revue “peer-reviewed” PNAS : Arabidopsis synchronizes jasmonate-mediated defense with insect circadian behavior.