Cela ressemble presque à une scène d’un film d’horreur à première vue, et pourtant il n’en est rien. Une enquête nous montre des plantes en train de respirer. C’est carrément fascinant et ça chamboule complètement la vision que nous avons jusqu’à présent au sujet du monde végétal.
Une nouvelle étude révèle que les biologistes acquièrent de nouvelles connaissances sur le processus complexe des plantes, avec de grandes implications sur la façon de nourrir le monde à l’avenir.
Des chercheurs de l’UC San Diego, de l’Estonie et de la Finlande, financés par la National Science Foundation (NSF) des États-Unis, ont découvert une voie moléculaire insaisissable que les plantes utilisent pour diriger leur « respiration » de dioxyde de carbone.
Savoir comment les plantes perçoivent le dioxyde de carbone pour signaler à leur « bouche » (stomates) de s’ouvrir et de se fermer en réponse à l’évolution des niveaux de dioxyde de carbone pourrait permettre aux scientifiques de produire des cultures suffisamment robustes pour un environnement changeant.
Jared Dashoff, porte-parole de la National Science Foundation, a déclaré:
« Les chercheurs espèrent que l’exploitation de ce mécanisme pourrait conduire à une ingénierie future de l’efficacité de l’utilisation de l’eau et de l’apport en carbone des plantes, ce qui est essentiel alors que la concentration de dioxyde de carbone dans l’atmosphère continue d’augmenter. »« En fait, les chercheurs ont déposé un brevet et examinent des moyens de traduire leurs découvertes en outils pour les producteurs et les agriculteurs. »
Le processus, décrit dans une recherche publiée dans Science Advances, devient plus clair au niveau microscopique.
Sur la face inférieure des feuilles et ailleurs, selon la plante, il y a de petites ouvertures appelées stomates, des milliers par feuille avec des variations selon les espèces de plante.
Comme de minuscules portes de château, des paires de cellules sur les côtés du pore stomatique connues sous le nom de cellules de garde, ouvrent leur pore central pour absorber le dioxyde de carbone.
Jared Dashoff a déclaré:
« Cependant, lorsque les stomates sont ouverts, l’intérieur de la plante est exposé aux éléments et l’eau de la plante est perdue dans l’air environnant, ce qui peut assécher la plante. »« Les plantes doivent donc équilibrer l’apport de dioxyde de carbone avec la perte de vapeur d’eau en contrôlant combien de temps les stomates restent ouverts. »
Si les plantes, en particulier les cultures telles que le blé, le riz et le maïs, ne peuvent pas atteindre un nouvel équilibre, elles risquent de s’assécher, les agriculteurs risquent de perdre une production précieuse et davantage de personnes dans le monde risquent de souffrir de la faim.
À mesure que le climat change, la concentration atmosphérique de dioxyde de carbone et la température augmentent, affectant l’équilibre entre l’apport de dioxyde de carbone et la perte de vapeur d’eau par les stomates.
Jared Dashoff a déclaré:
« Les scientifiques connaissent depuis longtemps les stomates et l’équilibre entre l’apport en dioxyde de carbone et la perte d’eau. Ce qu’ils ne savaient pas, jusqu’à présent, c’est comment les plantes détectent le dioxyde de carbone pour signaler aux stomates de s’ouvrir et de se fermer en réponse à l’évolution des niveaux de dioxyde de carbone.« Savoir cela maintenant permettra aux chercheurs de modifier ces signaux, afin que les plantes puissent trouver le bon équilibre entre l’absorption du dioxyde de carbone et la perte d’eau, et permettra aux scientifiques et aux sélectionneurs de plantes de produire des cultures suffisamment robustes pour l’environnement du futur. »
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