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Comment les plantes perçoivent le haut et le bas
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Comment les plantes perçoivent le haut et le bas

Aussi bien les épis de blé dans un champ que les arbres dans la forêt poussent à la verticale ou presque. Comment les plantes discernent-elles cette direction qui leur confère une meilleure exposition à la lumière du soleil ? La réponse se trouve dans les statocytes. Situées dans les zones d’élongation des végétaux, ces cellules spécialisées sont responsables de la perception de la gravité par les plantes, essentielle pour la croissance vers « le haut » des tiges et « le bas » des racines. Ces statocytes contiennent eux mêmes des statolithes, des petits grains riches en amidon plus denses que le milieu cellulaire, qui s’accumulent dans la partie la plus basse de la cellule, créant l’asymétrie nécessaire à la perception de la verticalité. À peine l’orientation de la plante change-t-elle de quelques degrés que les statolithes se déplacent et influent sur la production d’hormones de croissance qui rectifient la direction de l’élongation.

Cependant, la compréhension du phénomène reste superficielle. Antoine Bérut et ses collègues, de l’université d’Aix-Marseille et de Clermont-Ferrand, ont précisé le modèle de comportement des statolithes.

La comparaison des statolithes avec des grains de sable qui s’écoulent et roulent les uns sur les autres dans des avalanches est efficiente pour décrire leur déplacement lorsque les cellules végétales sont inclinées selon de grands angles (90° par exemple), mais insuffisante pour les inclinaisons faibles. En effet, l’étude des écoulements granulaires montre qu’en deçà d’un certain angle d’inclinaison, compris entre 5 et 30° suivant les situations et les matériaux, il n’est pas observé d’avalanche, donc de déplacement des grains. La dynamique des statolithes est donc différente d’un écoulement granulaire pour être sensible à de petites inclinaisons.

Antoine Bérut et ses collègues proposent un modèle différent pour expliquer le comportement de ces petits grains: grâce à l’agitation qui les anime, ils s’écoulent comme un liquide dans le fond des statocytes, induisant une détection de l’inclinaison sans angle minimum. Les chercheurs ont tout d’abord filmé des statocytes in vivo afin d’en étudier la dynamique. Même avec une faible inclinaison, de l’ordre de 10 degrés d'angle, inférieur en principe à l’angle d’avalanche dans un tel milieu, les statolithes s’écoulent et s’empilent pour former une surface horizontale en quelques minutes. D'après les chercheurs, cet écoulement liquide et non granulaire est rendu possible par l’importante agitation des statolithes dans le milieu cellulaire.

Afin de vérifier cette hypothèse, ils ont reproduit un système de cellules artificielles contenant de l’eau et des particules de silice. Dans ce modèle, l’agitation des statolithes artificiels est assurée par le simple mouvement brownien, d’autant plus important que les particules sont petites. Celles de 4,4 micromètres, peu agitées, s’écoulent comme les milieux granulaires. Celles de 2 micromètres, plus agitées, miment fidèlement le comportement des statolithes naturels, reformant une surface horizontale en deux minutes, même avec de faibles angles d’inclinaison.

Reste néanmoins à expliquer les raisons de l’agitation, non brownienne, des statolithes in vivo. D’après les chercheurs, elles sont sans doute à chercher dans les interactions de ces grains avec le cytosquelette des cellules, constitué de filaments d’actine ou microtubules, mais des études, biologiques cette fois, sont nécessaires pour le confirmer.
 

Source : Pour la science
Crédit : Shutterstock.com/funt94

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Comment les plantes perçoivent le haut et le bas

Aussi bien les épis de blé dans un champ que les arbres dans la forêt poussent à la verticale ou presque. Comment les plantes discernent-elles cette direction qui leur confère une meilleure exposition à la lumière du soleil ? La réponse se trouve dans les statocytes. Situées dans les zones d’élongation des végétaux, ces cellules spécialisées sont responsables de la perception de la gravité par les plantes, essentielle pour la croissance vers « le haut » des tiges et « le bas » des racines. Ces statocytes contiennent eux mêmes des statolithes, des petits grains riches en amidon plus denses que le milieu cellulaire, qui s’accumulent dans la partie la plus basse de la cellule, créant l’asymétrie nécessaire à la perception de la verticalité. À peine l’orientation de la plante change-t-elle de quelques degrés que les statolithes se déplacent et influent sur la production d’hormones de croissance qui rectifient la direction de l’élongation.

Cependant, la compréhension du phénomène reste superficielle. Antoine Bérut et ses collègues, de l’université d’Aix-Marseille et de Clermont-Ferrand, ont précisé le modèle de comportement des statolithes.

La comparaison des statolithes avec des grains de sable qui s’écoulent et roulent les uns sur les autres dans des avalanches est efficiente pour décrire leur déplacement lorsque les cellules végétales sont inclinées selon de grands angles (90° par exemple), mais insuffisante pour les inclinaisons faibles. En effet, l’étude des écoulements granulaires montre qu’en deçà d’un certain angle d’inclinaison, compris entre 5 et 30° suivant les situations et les matériaux, il n’est pas observé d’avalanche, donc de déplacement des grains. La dynamique des statolithes est donc différente d’un écoulement granulaire pour être sensible à de petites inclinaisons.

Antoine Bérut et ses collègues proposent un modèle différent pour expliquer le comportement de ces petits grains: grâce à l’agitation qui les anime, ils s’écoulent comme un liquide dans le fond des statocytes, induisant une détection de l’inclinaison sans angle minimum. Les chercheurs ont tout d’abord filmé des statocytes in vivo afin d’en étudier la dynamique. Même avec une faible inclinaison, de l’ordre de 10 degrés d'angle, inférieur en principe à l’angle d’avalanche dans un tel milieu, les statolithes s’écoulent et s’empilent pour former une surface horizontale en quelques minutes. D'après les chercheurs, cet écoulement liquide et non granulaire est rendu possible par l’importante agitation des statolithes dans le milieu cellulaire.

Afin de vérifier cette hypothèse, ils ont reproduit un système de cellules artificielles contenant de l’eau et des particules de silice. Dans ce modèle, l’agitation des statolithes artificiels est assurée par le simple mouvement brownien, d’autant plus important que les particules sont petites. Celles de 4,4 micromètres, peu agitées, s’écoulent comme les milieux granulaires. Celles de 2 micromètres, plus agitées, miment fidèlement le comportement des statolithes naturels, reformant une surface horizontale en deux minutes, même avec de faibles angles d’inclinaison.

Reste néanmoins à expliquer les raisons de l’agitation, non brownienne, des statolithes in vivo. D’après les chercheurs, elles sont sans doute à chercher dans les interactions de ces grains avec le cytosquelette des cellules, constitué de filaments d’actine ou microtubules, mais des études, biologiques cette fois, sont nécessaires pour le confirmer.
 

Source : Pour la science
Crédit : Shutterstock.com/funt94

LE GUIDE Naturellement

Agenda . . .

07 - Adèche

Du 1er mai au 15 novembre
Exposition "ENTRE TERRE ET EAU"

Crises sociales et environnementales dans le Delta du Danube en Roumanie, à la fin du Néolithique. A près de 2 000 km de l'Ardèche, comment se passe la fin de la Préhistoire au bord du fleuve et de la Mer Noire ? Une exposition franco-roumaine inédite, interactive et immersive, à découvrir à la Cité de la Préhistoire !

Grand Site de l’Aven d’Orgnac
Place Robert de Joly
07150 Orgnac–L’Aven
04 75 38 65 10
www.orgnac.com


14 - Calvados

Jusqu’au 29 février 2020
Exposition
"LES REQUINS ! 430 MILLIONS D’ANNÉES D’ÉVOLUTION"

Découvrez la grande diversité des requins, allant d’espèces de petites tailles, jusqu’aux poissons géants dont les dents sont plus grandes qu’une main humaine.
Cette exposition évoque également le grand danger auquel ils sont confrontés : l’Homme. Venez découvrir de nouvelles espèces et apprendre en vous amusant grâce à une fresque digitale.

Paléospace
Avenue Jean Moulin
14640 Villers-sur-Mer
02 31 81 77 60
www.paleospace-villers.fr


21 - Côte d'Or

Jusqu’au 6 janvier 2019
Exposition "GRAINES"

Elles sont partout… Du petit-déjeuner au coucher, dans nos vêtements, dans notre alimentation, dans nos parcs et jardins… sans même y penser elles font partie de notre quotidien et sont un pilier de la biodiversité végétale.
Cette nouvelle exposition, très ludique, propose à tous les visiteurs de découvrir une grande variété de graines d’ici et d’ailleurs et de s’interroger sur leurs enjeux dans un contexte de changement climatique et sociétal.

Le Jardin des sciences
Parc de l’Arquebuse
21000 Dijon
03 80 48 82 00
www.dijon.fr


Jusqu’au 31 mars 2019

Exposition de plein air
"IMPACTS ! HOMME-NATURE"

Venez découvrir les relations homme-nature au plus près du vivant !
De l’évolution du comportement animal à celui du climat et des milieux naturels, les chercheurs de Bourgogne et de Franche-Comté tentent de comprendre le rôle de l’Homme dans ces changements. Traversez ville, campagne et forêt et voyagez jusqu’aux pôles pour observer ces recherches in vivo !

Le Jardin des sciences
Parc de l’Arquebuse
21000 Dijon
03 80 48 82 00
www.dijon.fr


25 - Doubs

Du 23 novembre 2018 au 22 avril 2019
Exposition « FROID »

Véritable plongée dans l’univers du froid, l’exposition met en scène les multiples facettes du froid et plonge le visiteur dans des univers différents :
vie quotidienne, milieux extrêmes, biologie, physique, chimie, recherche, technologie, science-fiction... et l’invite à expérimenter.

Saline royale
Grande rue
25610 Arc-et-Senans
03 81 54 45 45
www.salineroyale.com


41 - Loir et Cher

Jusqu'au 31 décembre
LES JARDINS DE CHAMBORD

Le château a retrouvé en 2017 ses jardins à la française du XVIIIe siècle avec six hectares et demi au pied de la façade nord du château : plus de 600 arbres, 800 arbustes, 200 rosiers, 15 250 plantes...

Office de Tourisme de Blois-Chambord
23 place du château
41000 Blois
02 54 90 41 41
www.bloischambord.com


61 - Orne

Du 13 octobre au 23 décembre
Exposition : "LES HAIES", Joël Auxenfans

Ecomusée du Perche
Prieuré de Sainte-Gauburge
61130 Saint-Cyr-la-Rosiere
02 33 73 48 06
www.ecomuseeduperche.fr


76 - Seine Maritime

Du 15 septembre au 15 décembre
Exposition "L’abbé Pierre photographe, un regard sur le monde"

L'exposition présente soixante-dix photographies inédites prises par l’abbé Pierre lui-même dans de nombreux pays. Elles témoignent de la vitalité des personnes pauvres dans le monde et dévoilent le regard lucide et plein d’amour.

Centre abbé Pierre - Emmaüs
Route d'Emmaüs
76690 Esteville
02 35 23 87 76
www.centre-abbe-pierre-emmaus.org

Lieux:

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