À l'aide de codes moléculaires, les plantes demandent de l'aide, éloignent les insectes et se sauvent mutuellement.
L'entomologiste Richard Karban sait comment faire parler l'absinthe. Pour commencer une conversation, il fait semblant d'être une sauterelle ou un insecte - utilise des ciseaux pour couper les feuilles sur l'un des buissons. De plus, couper toutes les feuilles du buisson ne peut pas être dupe. Par conséquent, il coupe de nombreux morceaux le long du bord de la feuille - "beaucoup de petites piqûres".
Quelques mois plus tard, Carban, professeur à l'Université de Californie à Davis, étudiant la messagerie de protection des plantes, retourne dans la brousse et étudie ses feuilles, dont beaucoup sont endommagées par de vraies sauterelles ou coléoptères. Cependant, à une distance de 50 à 60 cm des branches coupées par eux, les feuilles n'ont pas été affectées par les piqûres d'insectes affamés. C'est parce que les incisions de Karban ont convaincu les draps endommagés qu'ils étaient attaqués, ils ont donc envoyé des alarmes chimiques dans l'air. Les feuilles voisines ont intercepté et déchiffré les messages du code et ont commencé à préparer leur défense contre les coléoptères.
Si les plantes nous semblent silencieuses, c'est parce que nous ne prêtons pas attention à leurs conversations - nous commençons tout juste à déchiffrer leurs cryptogrammes. Les plantes émettent constamment des codes dans l'air, ce qui les aide à se protéger contre les insectes et autres menaces et, dans certains cas, sert d'avertissement à leurs voisins. De plus, les plantes peuvent envoyer des signaux SOS pour obtenir de l'aide et faire appel à des prédateurs qui se nourrissent d'insectes.
Les plantes parlent en utilisant des codes chimiques - molécules contenant du carbone,
substances organiques volatiles (COV). Les COV se caractérisent par la facilité avec laquelle ils s'élèvent dans l'air et sont assez divers: seules les plantes en produisent plus de 30 000 espèces. Certains COV dégagent des odeurs familières de fleurs ou de plantes. D'autres ne sont émis qu'en réponse à un effet spécifique. Quelques secondes seulement après les dégâts, les plantes libèrent des substances foliaires volatiles, que nous pouvons également réparer - par exemple, comme l'odeur d'une pelouse fraîchement coupée.
Les personnes ne reçoivent aucune information particulière des personnes handicapées. Mais les vagues de molécules produites par la plante transmettent des paquets de messages cryptés. Et, comme tout signal transmis, des «listogrammes» peuvent être reçus, déchiffrés, écoutés et même déformés.
Les plantes envoient des COV en réponse à des dommages physiques ou à des produits chimiques provenant de la salive, des vomissements ou du liquide environnant les œufs d'insectes. Les piqûres d'insectes peuvent activer des hormones végétales, telles que
l'acide jasmonique , l'éthylène ou
l'acide salicylique , qui augmentent l'activité des gènes protecteurs des plantes. Ces hormones peuvent également être libérées sous forme de COV pour empêcher d'autres feuilles et branches de la plante, ainsi que les voisins de la communauté végétale. En particulier, dit Carban,
le jamsonate de méthyle - la forme volatile de l'acide jasmonique - semble "assez puissant". Il a également constaté qu'une telle communication est plus efficace pour les plantes génétiquement identiques - celles qui poussent à partir des mêmes buissons parents. Et quand Karban a mis des sacs en plastique sur les feuilles coupées de l'absinthe et les a attachés de manière à ce que les COV ne puissent pas se disperser, les feuilles et les plantes voisines les plus proches n'ont pas augmenté leur degré de protection.
Les messages de COV peuvent être pour soi ou pour des proches, mais des plantes d'autres espèces peuvent parfois les intercepter. L'anxiété de l'absinthe peut provoquer une réaction protectrice dans les tomates et le tabac, bien que l'on ne sache pas combien de plantes peuvent craquer les signaux d'autres espèces.
De plus, les scientifiques disent que les plantes ne veulent pas toujours entendre leurs cris. «Il n'est pas dans le meilleur intérêt de l'usine de dire à son voisin qu'elle est attaquée», explique Emmy Trowbridge, un postdoctorant de l'Université de l'Indiana à Bloomington. Les plantes voisines se font concurrence, et avertir un voisin signifie l'aider à survivre, tandis que le
bon Samaritain lui-même peut être envahi par des insectes. Alors pourquoi les plantes crient-elles encore? Cela est en partie inévitable: les «armes chimiques» que les plantes utilisent pour repousser les insectes fuiront inévitablement dans l'air, car elles sont volatiles - par conséquent, d'autres plantes ont appris à les espionner à la suite de l'évolution. Comme les insectes prédateurs, ils accordent leurs récepteurs pour appeler le dîner. Les pommiers qui mâchent les tétranyques envoient des messages qui attirent d'autres acariens qui mangent des insectes attaquant la plante. Lorsque les mouches à ventre assis pondent leurs œufs dans des aiguilles de pin, les COV des arbres attirent les parasites des guêpes qui tuent les œufs. Le tabac, que les papillons de nuit mâchent, provoque des guêpes à queue rouge, des parasites qui pondent des œufs à l'intérieur du corps des chenilles, qui sont ensuite mangées de l'intérieur par les larves.
Et bien que les plantes et les insectes aient évolué pour échanger ces messages chimiques, les gens commencent tout juste à déchiffrer leur code. «Nous ne savons pas comment ces produits chimiques sont perçus», déclare Trowbridge. Les chercheurs ne comprennent pas comment les plantes collectent les COV dans l'air et quelle devrait être leur concentration reconnaissable. Ils ne savent pas si les molécules sont absorbées à la surface de la feuille, ou à travers les pores, les
stomates . Mais ils savent que les plantes «à l'écoute» doivent non seulement recevoir, mais aussi décrypter le message afin de déclencher une réaction chimique protectrice. «Le simple fait qu'une plante puisse absorber un produit chimique ne signifie rien», déclare Trowbridge. Si le signal intercepté ne peut pas être décodé, cela n'aidera pas.
De plus, les messages peuvent être codés dans une combinaison de plusieurs molécules. «Le bouquet produit par la coupe de l'absinthe contient des centaines de produits chimiques qui peuvent être mesurés», explique Karban. Il recueille les COV dans des sacs en plastique remplis de fibres absorbantes et les analyse dans un chromatographe en phase gazeuse. Mais, dit-il, "définir les ingrédients actifs est très difficile". Chris Jeffrey, spécialiste de la chimie organique et de la chimie de l'environnement à l'Université du Nevada, estime que pour pénétrer la cryptographie des plantes, les scientifiques doivent déchiffrer la chimie d'écosystèmes entiers. «Vous trouvez un mélange très complexe de molécules», dit-il, comparant ce phénomène à notre odorat. "Ce n'est pas qu'une molécule provoque une réaction."
Pourquoi devons-nous déchiffrer les codes d'usine? Par exemple, ils nous aideront à comprendre comment les plantes réagiront au changement climatique. Les scientifiques avertissent que ces changements peuvent perturber les communications et déstabiliser les écosystèmes. Certains signaux seront amplifiés, tandis que d'autres seront étouffés ou non détectés.
«La volatilité dépend de la température», explique Trowbridge. Ainsi, sur une planète en réchauffement, les COV peuvent se retrouver plus facilement dans l'air. Des températures élevées peuvent également augmenter l'activité des enzymes produisant des COV. En revanche, les plantes qui tentent de survivre à une sécheresse vont comprimer les stomates pour ne pas perdre de liquide. Les feuilles fermées des stomates absorbent moins de dioxyde de carbone nécessaire à la production de COV. Avec une communication réduite des COV, les plantes peuvent ne pas reconnaître les alarmes et devenir plus vulnérables aux insectes, ou y succomber complètement, fait valoir Trowbridge. Mais avec un excès de COV, les populations végétales peuvent commencer à se protéger trop bien et les insectes commenceront à chercher d'autres sources de nourriture, détruisant d'autres espèces végétales, ce qui changera les écosystèmes.
Alors, la prochaine fois que vous profiterez seul du silence du jardin, souvenez-vous que ce silence est illusoire. Il y a tout un chœur de cris - si seulement vous pouviez les entendre.