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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 . . .

11 - Aude

Du 10 janvier 2019 au 14 février

COURS DE POTERIE : RAKU

Animés par la potière Cécile Dussaud. Jeudis 10, 17, 24, 31 janvier et 14 février, de 18h à 20h, à Amphoralis. La cuisson à la technique japonaise du raku sera ensuite effectuée le dimanche 24 février, de 14h à 18h.

Amphoralis
Allée des potiers
11590 Sallèles d’Aude
04 68 46 89 48
www.amphoralis.com


27 janvier

VISITE GUIDÉE
POTIERS GALLO-ROMAINS

Découvrez l’activité des potiers gallo-romains et de leur véritable « usine » d’amphores.

Amphoralis
Allée des potiers
11590 Sallèles d’Aude
04 68 46 89 48
www.amphoralis.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 31 mars 2019

EXPOSITION 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


22 - Côtes d'Armor

22 février

CONFÉRENCE - SPECTACLE
"HISTOIRE ET ÉVOLUTION DE LA LUNE"

Pour l’ouverture de cette année du 50ème anniversaire de la mission Apollo 9, répétition générale avant le voyage vers la Lune, cette séance spéciale vous emmènera à la découverte de notre satellite.
Vendredi 22 février à 17h30. Tarif 4 €.

Planétarium de Bretagne
Parc du Radôme
22560 Pleumeur-Bodou
02 96 15 80 30
www.planetarium-bretagne.fr


25 - Doubs

Jusqu'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


30 - Gard

Du 9 février au 10 mars

EXPOSITION
"VOLCANS, LA VIE DE LA TERRE"

Découvrez les grands mécanismes des profondeurs de la Terre, les menaces et richesses que représentent les volcans grâce à une vingtaine de manipulations interactives.
Exposition gratuite, tout public. Entrée libre de 10h à 18h en semaine ; 14h-18h samedi et dimanche.

Le Visiatome
CEA Marcoule
04 66 39 78 78
www.visiatome.fr


14 février

CONFÉRENCE-SPECTACLE
"MATHÉMATIQUES, MAGIE ET MYSTÈRE

Durant cette conférence, des exemples de création de tours magiques à partir des maths seront présentés, et réciproquement  des tours de magie seront décortiqués pour y découvrir des maths.
Jeudi 14 février à 18h. Gratuit, sur réservation sur www.visiatome.fr(conseillée à partir de 11 ans).

Le Visiatome
CEA Marcoule
04 66 39 78 78
www.visiatome.fr


44 - Loire Atlantique

Du 8 au 19 mai 2019

EXPOSITION
"LES FLORALIES INTERNATIONALES DE NANTES"

Lors de cette prestigieuse manifestation florale, les visiteurs seront invités à découvrir dans le cadre exceptionnel du Parc de la Beaujoire des scènes ornementales élaborées par des professionnels et des amateurs passionnés.
Une représentation florale de haut niveau qui contribuera à les étonner, les dépayser, les faire rêver...

Floralies Internationales
Parc des Expositions de la Beaujoire
Route de Saint-Joseph de Porterie
44300 Nantes
http://comite-des-floralies.com/fre/

Lieux:

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