Selon Jack Schultz, les plantes ne sont «que des animaux très lents». Et la faute n'est pas du tout un manque de compréhension de la biologie fondamentale. Schultz est professeur au Département des sciences végétales de l'Université du Missouri à Columbia. Il a passé quarante ans à rechercher les interactions entre les plantes et les insectes. Il connaît ses affaires. Au lieu de cela, il attire l'attention sur les idées générales de nos frères en bois dur, que, à son avis, nous considérons presque comme des meubles. Les plantes se battent pour leur territoire, cherchent de la nourriture, échappent aux prédateurs et piègent leurs proies. Ils sont vivants, comme tout animal, et - comme les animaux - ils présentent un comportement particulier.
«Pour en être convaincu, il suffit de photographier une plante en croissance en mouvement rapide - elle se comportera alors comme un animal», s'enthousiasme Olivier Hamant, qui étudie les plantes à l'Université de Lyon en France. En effet, le mouvement rapide capture le monde étonnant du comportement des plantes dans toute sa splendeur.
Les plantes ne bougent pas du tout sans but, ce qui signifie qu'elles doivent être conscientes de ce qui se passe autour d'elles. «Les usines ont également besoin de dispositifs de détection sophistiqués adaptés aux conditions changeantes pour réagir correctement», déclare Schultz.
De quoi les tournesols sont-ils silencieux?
Que ressentent les plantes? Daniel Hamowitz de l'Université de Tel Aviv en Israël pense que leurs sentiments ne sont pas si différents des nôtres. Lorsque Hamowitz a décidé d'écrire What a Plant Knows en 2012 - dans lequel il a exploré les expériences des plantes comme reflétées dans la recherche scientifique la plus rigoureuse et la plus moderne - il était dans une certaine mesure impressionné.
«J'étais très inquiet de la réponse», dit-il.
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Et son inquiétude n'était pas déraisonnable. Les descriptions de la façon dont les plantes voient, sentent, ressentent et, en fait, savent, ont fait écho avec le livre La vie secrète des plantes, qui est sorti en 1973 pour la génération de l'âge des fleurs, mais contenait très peu de preuves. En particulier, ce livre a complètement discrédité l'idée que les plantes répondent positivement aux sons de la musique classique.
Mais la recherche sur la perception des plantes a parcouru un long chemin depuis les années 1970, et il y a eu une augmentation de la recherche sur la sensation des plantes ces dernières années. Le but de ce travail n'est pas seulement de démontrer que «les plantes aussi ont des sentiments», mais aussi de se poser les questions «pourquoi» et «comment» la plante ressent son environnement.
Les collègues du Missouri de Schultz, Heidi Appel et Rex Cockcroft, recherchent la vérité sur l'audition des plantes.
«La principale contribution de notre travail est de trouver la raison pour laquelle le son affecte les plantes», déclare Appel. Il est peu probable que la symphonie de Beethoven attire l'attention d'une plante, mais l'approche d'une chenille affamée est une autre histoire.
Dans leurs expériences, Appel et Cockcroft ont constaté que les enregistrements des sons de mastication produits par les chenilles ont amené les plantes à inonder leurs feuilles de défenses chimiques conçues pour repousser les attaquants. «Nous avons montré que les plantes réagissent à un son écologiquement pertinent avec une réponse écologiquement pertinente», déclare Cockcroft.
La pertinence ou l'adéquation environnementale est très importante. Consuelo de Moraes de l'Ecole polytechnique fédérale de Zurich et ses collègues ont montré qu'en plus de la capacité d'entendre les insectes s'approcher, certaines plantes peuvent les sentir ou même l'odeur des signaux volants émis par les plantes voisines en réponse à l'approche d'insectes.
Encore plus inquiétant est la démonstration de 2006 qu'une plante parasite - la cuscute de la vigne - renifle un hôte potentiel. Puis le cuscute se tortille dans l'air, enlève le propriétaire malchanceux et lui aspire les nutriments.
Il semblerait, en quoi ces actions diffèrent-elles des nôtres? Les plantes entendent ou sentent quelque chose et agissent en conséquence, comme nous le faisons.
Mais, bien sûr, il y a une différence significative. «Nous ne savons pas à quel point les mécanismes de perception des odeurs sont similaires chez les plantes et les animaux, car nous ne savons pas grand-chose sur les mécanismes des plantes», dit de Mores.
Nous avons des nez et des oreilles. Qu'est-ce que les plantes ont?
Le manque de centres clairs pour les entrées sensorielles rend difficile la compréhension des sens des plantes. Ce n'est pas le cas - les photorécepteurs que les plantes utilisent pour "voir" sont assez bien compris - mais le domaine dans son ensemble mérite certainement une étude plus approfondie.
De leur côté, Appel et Cockcroft espèrent trouver la ou les parties de la plante qui répondent au son. Les protéines mécanoréceptrices présentes dans toutes les cellules végétales sont probablement des candidats. Ils convertissent les micro-déformations générées par les ondes sonores en signaux électriques ou chimiques.
Les scientifiques tentent de comprendre si les plantes dont les mécanorécepteurs sont défectueux peuvent encore répondre au bruit des insectes. Les plantes ne semblent pas avoir besoin de quelque chose d'aussi volumineux qu'une oreille.
Une autre capacité que nous partageons avec les plantes est la proprioception: le «sixième sens» qui permet (à certains d'entre nous) de taper aveuglément, de jongler et de savoir où se trouvent différentes parties de notre corps dans l'espace.
Comme ce sentiment n'est pas associé à un organe spécifique chez les animaux, mais repose plutôt sur une boucle de rétroaction entre les mécanorécepteurs dans les muscles et le cerveau, la comparaison avec les plantes sera assez précise. Bien que les détails varient légèrement au niveau moléculaire, les plantes ont également des mécanorécepteurs qui détectent et répondent aux changements dans leur environnement.
«L'idée générale est la même», déclare Hamant, qui a co-écrit une revue de 2016 sur la recherche sur la proprioception. «Jusqu'à présent, nous savions que dans les plantes, cela était davantage dû aux microtubules (composants structurels de la cellule) qui répondent à l'étirement et à la déformation mécanique.
En fait, une étude publiée en 2015 a révélé des similitudes qui pourraient aller encore plus loin et impliquer l'actine - un composant clé du tissu musculaire - comme impliquée dans la proprioception des plantes. «Il y a moins de soutien pour cela», dit Hamant, «mais il y avait des preuves que les fibres d'actine étaient impliquées; presque comme des muscles."
Ces résultats ne sont pas les seuls du genre. En étudiant les sens des plantes, les scientifiques ont commencé à trouver des motifs répétitifs suggérant des parallèles profonds avec les animaux.
En 2014, une équipe de scientifiques de l'Université de Lausanne en Suisse a montré que lorsqu'une chenille attaque une plante Arabidopsis, elle déclenche une vague d'activité électrique. La présence de signalisation électrique dans les plantes est loin d'être une idée nouvelle - le physiologiste John Burdon-Sanderson l'a proposée comme mécanisme d'action du piège à mouches de Vénus en 1874, mais ce qui est vraiment intéressant, c'est le rôle que jouent les molécules - les récepteurs du glutamate.
Le glutamate est le neurotransmetteur le plus important de notre système nerveux central, et il joue exactement le même rôle chez les plantes, avec une différence majeure: les plantes n'ont pas de système nerveux central.
«La biologie moléculaire et la génomique nous disent que les plantes et les animaux sont constitués d'un ensemble étonnamment limité de« blocs de construction »moléculaires qui sont assez similaires», explique Fatima Tsverchkova, chercheuse à l'Université Charles de Prague, en République tchèque. La communication électrique a évolué de deux manières différentes, utilisant à chaque fois un ensemble de blocs de construction qui auraient déclenché la fracture entre les animaux et les plantes il y a 1,5 milliard d'années.
«L'évolution a conduit à un certain nombre de mécanismes de communication possibles, et bien que vous puissiez les obtenir de différentes manières, le résultat est le même», déclare Hamowitz.
La prise de conscience que de telles similitudes existent et que les plantes ont beaucoup plus de sens du monde que leur apparence ne le suggère, a conduit à un certain nombre d'affirmations notables sur «l'intelligence des plantes» et a même lancé une nouvelle discipline. La signalisation électrique dans les plantes a été l'un des facteurs clés de la naissance de la "neuroscience végétale" (le terme est utilisé même si les plantes manquent de neurones), et aujourd'hui, des chercheurs en plantes étudient des domaines non végétaux tels que la mémoire, l'apprentissage et la résolution de problèmes.
Ce genre de réflexion a même conduit les législateurs suisses à rédiger un manuel sur la protection de la «dignité des plantes» - quoi que cela signifie.
Bien que des termes tels que «intelligence végétale» et «neuroscience végétale» soient considérés par beaucoup comme plus métaphoriques, ils sont critiqués. «Est-ce que je pense que les plantes sont intelligentes? Je pense que les usines sont compliquées », dit Hamowitz. Et la complexité ne doit pas être confondue avec l'intelligence.
Ainsi, s'il est très utile de décrire les plantes en termes anthropomorphiques, il y a des limites. Le danger est que nous pourrions considérer les plantes comme des versions inférieures des animaux, ce qui n'est pas du tout vrai.
«Nous, qui étudions les plantes, sommes heureux de parler des similitudes et des différences entre les modes de vie des plantes et des animaux lorsque nous présentons les résultats de l'étude au grand public», déclare Tsverchkova. Mais elle croit aussi que la dépendance aux métaphores animales pour décrire les plantes conduit à des problèmes. "Je veux éviter de telles métaphores pour éviter les discussions généralement infructueuses sur la question de savoir si les carottes font mal lorsqu'elles sont mordues."
Les plantes sont éminemment capables de faire ce qu'elles font. Ils n'ont peut-être pas de système nerveux, de cerveau ou d'autres fonctions complexes, mais ils nous surpassent dans d'autres domaines. Par exemple, bien qu'elles n'aient pas d'yeux, les plantes comme Arabidopsis ont au moins 11 types de photorécepteurs, alors que nous n'en avons que 4. Cela signifie que leur vision est plus complexe que la nôtre. Les plantes ont des priorités différentes et leurs systèmes sensoriels le reflètent. Comme le note Hamowitz dans son livre, «la lumière pour une plante n'est pas seulement un signal; la lumière est la nourriture."
Par conséquent, bien que les plantes soient confrontées aux mêmes problèmes que les animaux, leurs capacités sensorielles sont façonnées par leurs principales différences. «L'enracinement des plantes - le fait qu'elles ne bougent pas - signifie qu'elles doivent être beaucoup plus conscientes de leur environnement que moi ou vous», dit Hamowitz.
Pour apprécier pleinement la façon dont les plantes perçoivent le monde, il est important de changer le paradigme des attitudes envers les plantes. Le danger est que si les gens comparent les plantes aux animaux, ils perdent la valeur des premiers. Les plantes doivent être considérées comme des êtres vivants intéressants, exotiques et étonnants, pas comme des meubles. Et dans une moindre mesure - une source de nutrition humaine et de biocarburant. Cette attitude profiterait à tout le monde. La génétique, l'électrophysiologie et la découverte de transposons ne sont que quelques exemples de domaines qui ont commencé avec la recherche sur les plantes, qui se sont tous révélés être, dans une certaine mesure, essentiels en biologie.
D'un autre côté, la prise de conscience que nous pouvons avoir quelque chose en commun avec les plantes peut être l'occasion de reconnaître que nous sommes plus de plantes que nous ne le pensions, tout comme les plantes sont plus d'animaux que nous ne le pensions.
«Nous sommes peut-être plus mécanistes que nous ne le pensions», conclut Hamowitz. À son avis, ces similitudes devraient faire allusion à l'étonnante complexité des plantes, ainsi qu'aux facteurs communs qui relient toute vie sur Terre. Et puis nous commencerons à valoriser l'unité en biologie.
ILYA KHEL
