Il y a beaucoup de choses qui déterminent si une plante survit ou disparaît. Et de nombreux facteurs sont hors de leur contrôle. Cependant, comme le rapporte Tia Ghose dans Live Science, les plantes peuvent en fait décider de l’une des clés de leur survie: le moment de la germination.
Une nouvelle étude, publiée dans les Actes des académies nationales des sciences, suggère que les semences de plantes utilisent de minuscules «cerveaux» pour les aider à décider s'il est temps de sortir du sommeil. Comme le signale Ghose, les «cerveaux» ne sont pas physiquement similaires à la matière grise humaine ou aux autres matières grises vertébrées. Au lieu de cela, le centre de contrôle des semences traite les informations de la même manière que le cerveau. Ils utilisent des faisceaux de cellules spécialisées pour traiter les signaux hormonaux qui leur indiquent l'heure avancée et devraient germer.
«Les plantes ressemblent aux humains dans la mesure où elles doivent penser et prendre des décisions comme nous le faisons», explique George Bassel, biologiste des plantes à l'Université de Birmingham et auteur de l'étude.
Les chercheurs ont examiné les graines d'Arabidopsis, également appelé thale cress, une plante couramment utilisée dans les études en raison de son cycle de vie court. Les graines doivent équilibrer deux facteurs importants lors de la germination: la température et la compétition. S'ils germent trop tôt, ils pourraient être exposés au froid et potentiellement mourir de froid. S'ils attendent trop longtemps, les plantes qui poussent plus tôt peuvent les supplanter.
La graine a deux hormones: l'acide abscissique (ABA), qui envoie le signal de rester en dormance, et la gibbérelline (GA), qui initie la germination. Le va-et-vient entre ces deux hormones aide la graine à déterminer le bon moment pour commencer à se développer.
Selon Ghose, 3 000 à 4 000 cellules constituent les graines d'Arabidopsis. Les chercheurs ont donc catalogué ces cellules dans un atlas pour étudier ce système. Ils ont ensuite surveillé où les deux hormones ont été trouvées dans la graine. Il s'est avéré que les hormones se sont regroupées dans deux sections de cellules situées près de la pointe de la graine - une région proposée par les chercheurs pour constituer le «cerveau». Les deux groupes de cellules produisent les hormones qu'ils envoient entre eux comme signaux. Lorsque l’ABA, produite par un groupe, est l’hormone dominante dans ce centre de décision, la graine reste dormante. Mais à mesure que l'AG augmente, le «cerveau» commence à dire à la graine qu'il est temps de germer.
Modèle 3D des graines d'Arabidopsis et l'emplacement de leurs cellules décisionnelles (Université de Birmingham) Cette division du centre de commandement aide la graine à prendre des décisions plus précises, explique le biathématicien Iain Johnston, qui était également un auteur de l'étude. «La séparation des éléments de circuit permet une plus grande palette de réponses aux stimuli environnementaux», a-t-il déclaré dans un communiqué de presse. "C'est comme la différence entre lire quatre fois la critique d'un film d'un critique, ou fusionner les points de vue de quatre critiques différents avant de décider d'aller au cinéma."
La dernière étude ajoute aux preuves de plus en plus nombreuses que la complexité des plantes a été sous-estimée dans le passé. De plus en plus de preuves suggèrent que les plantes peuvent disposer de moyens de communication rudimentaires. L'année dernière, des chercheurs ont découvert qu'un type de champignon pouvait constituer un "réseau internet" forestier souterrain capable de transporter du carbone, des nutriments et des produits chimiques de signalisation entre les arbres. Il existe même des preuves que les plantes peuvent envoyer des signaux en utilisant des impulsions électriques, qui ressemblent vaguement au fonctionnement du système nerveux humain (mais avec de très nombreuses distinctions importantes).
L'idée de "cerveau" de semences non seulement ajoute à cette capacité végétative, mais pourrait également avoir un impact important sur l'agriculture, amenant les scientifiques à contrôler la germination des semences et à accroître l'efficacité de la croissance des plantes.
