Selon une nouvelle étude, les tomates peuvent informer leur plante mère d’une attaque orchestrée par des chenilles, entraînant en retour des réponses électriques et biochimiques défensives. Ces travaux pourraient permettre le développement de stratégies de surveillance plus efficaces pour détecter les ravageurs agricoles à l’avenir.
Pour faire face aux situations environnementales défavorables sans se déplacer, les plantes ont développé un corps composé de structures modulaires et une différenciation tissulaire limitée par rapport à la plupart des animaux. Puisque chaque module est capable de détecter les changements environnementaux locaux, il est alors pertinent que les nombreux signaux puissent être intégrés et interprétés efficacement, permettant ensuite une réponse efficace afin de maintenir la plante en vie. Ceci est possible grâce à un réseau complexe de transduction de signaux à courte et longue distance par signalisation hydraulique, chimique et électrique. À leur tour, ces signaux peuvent conduire à des réponses hormonales et oxydatives.
Les facteurs de stress environnementaux biotiques, tels que les insectes, favorisent les dommages mécaniques et facilitent l’infection des plantes par les micro-organismes.
Attaques de chenilles
La noctuelle de la tomate (Helicoverpa armigera), par exemple, est un insecte connu pour ses ravages sur la production agricole. Sa chenille développe en effet un appétit vorace pour plus de 180 espèces de plantes de différentes familles, dont les plants de tomates. En outre, cette espèce a une fécondité élevée et propose une certaines résistance aux conditions environnementales défavorables. De fait, elle s’est faite une place de choix dans de nombreux pays.
La tomate, on vient de le dire, figure donc au menu de cette chenille. Chez de nombreuses plantes, le phloème, un tissu conducteur de sève, est utilisé comme principale voie de signalisation électrique. Mais cette sève ne coule généralement que dans un sens, de la plante vers le fruit. Aussi, malgré les faisceaux vasculaires présents dans les fruits de la tomate et se connectant avec les autres parties de la plante, il a longtemps été difficile de savoir si les tomates peuvent ou non transmettre des informations à leur plante mère.
Une équipe de l’Université fédérale brésilienne de Pelotas s’est récemment penchée sur la question.
Les fruits peuvent partager des informations importantes
Dans le cadre de ces travaux, les chercheurs ont commencé par placer des plants de tomates dans une cage de Faraday pour bloquer tous les champs électromagnétiques externes. Des électrodes ont ensuite été fixées aux extrémités des branches, aux points où elles se connectaient aux fruits.
Grâce à des électrodes, les chercheurs ont ensuite pu mesurer les réponses électriques dans les branches avant, pendant et après une période de 24 heures au cours de laquelle tous les fruits ont été attaqués par les chenilles de l’espèce Helicoverpa armigera. Ils se sont ensuite appuyés sur des algorithmes basés sur l’apprentissage automatique pour détecter des modèles dans les signaux enregistrés.
Dans leur étude, les chercheurs expliquent avoir souligné une « nette différence » dans les schémas détectés avant et après les attaques de chenilles. En outre, ils ont enregistrés des réponses biochimiques défensives dans tout le corps des plantes suite à ces attaques, suggérant qu’elles avaient été déclenchées par des signaux envoyés par les fruits.
« Comme les fruits font partie de la plante, constitués des mêmes tissus que les feuilles et les tiges, pourquoi ne pourraient-ils pas communiquer avec la plante, l’informant de ce qu’ils vivent, tout comme les feuilles ordinaires ?« , se demandait le Dr Gabriela Niemeyer Reissig, principale auteure de l’étude. « Ce que nous avons découvert, c’est que ces fruits peuvent effectivement partager des informations importantes – telles que les attaques de chenilles – avec le reste de la plante« .
Les chercheurs prévoient maintenant de déterminer si d’autres plantes fruitières se comportent de la même manière en cas d’attaques de larves d’insectes. À terme, ces travaux pourraient conduire à une détection plus précoce des infestations de ravageurs, et donc favoriser le rendement et la qualité des fruits cultivés.
