Vous êtes-vous déjà demandé comment une plante sait qu’elle doit ouvrir ses bourgeons le matin et effectuer d’autres tâches en fonction du temps ? De nouvelles recherches suggèrent que la signalisation des protéines est la réponse.

Les gens d’aujourd’hui ont tendance à penser que les horloges internes sont une caractéristique des humains et des autres mammifères. Après tout, les plantes ne peuvent pas s’allonger pour dormir ou faire d’autres choses que nous associons à un rythme circadien. Pourtant, le rythme circadien des plantes est l’un des sujets les plus anciennement étudiés en biologie. Il y a des centaines d’années, les chercheurs se demandaient comment une fleur pouvait ouvrir ses pétales à la lumière du soleil et ouvrir ses stomates la nuit, lorsqu’il fait chaud. Les chercheurs en chronobiologie viennent peut-être de trouver la réponse.

Signalisation des protéines : Un rouage de l’horloge interne des plantes

Il est très important pour les plantes d’être en phase avec leur environnement. Les plantes doivent fermer et ouvrir les stomates, c’est-à-dire les petits trous dans leurs cellules qui permettent les échanges gazeux, à des moments où elles sont plus actives sur le plan métabolique et où elles ne perdent pas autant de liquide. Elles doivent également ouvrir les feuilles et les fleurs lorsqu’elles sont plus exposées au soleil. Les plantes ne peuvent pas se déplacer d’elles-mêmes vers un sol plus accueillant, leur vie dépend donc de leur capacité à s’adapter à l’endroit où elles sont plantées.

Le secret de l’horloge interne des plantes semble être une protéine appelée Zeitlupe. La Zeitlupe contient certains acides aminés qui établissent des liaisons chimiques à différents niveaux d’ensoleillement. L’activité de ces acides aminés agit comme une sorte de signal protéique et augmente lorsque les niveaux de lumière commencent à baisser, par exemple lorsque la journée commence à se transformer en soirée. Une autre protéine, appelée FKF-1, semble être le contraire de Zeitlupe. Elle devient plus active pendant la journée et semble jouer un rôle dans la mesure des saisons.

Cette découverte peut sembler anodine, mais elle pourrait bientôt nous permettre de modifier les plantes afin qu’elles puissent être cultivées dans des zones où elles ne poussent pas naturellement, qu’elles deviennent plus résistantes à la sécheresse et qu’elles changent d’une autre manière pour favoriser une plus grande productivité agricole. Si nous pouvons modifier la signalisation protéique dans les cellules d’une plante, nous pourrons peut-être la contrôler d’une manière qui soit bénéfique à la fois pour l’homme et pour la plante.

La botanique et le rythme circadien

Nous dépendons du monde botanique plus que nous ne le pensons, car nous avons besoin des plantes pour nous nourrir, nous abriter et même pour l’oxygène que nous respirons. Certaines des toutes premières expériences ont été réalisées sur des plantes. C’est particulièrement vrai dans le domaine de la chronobiologie, qui a débuté lorsque Jean Jacques d’Ortous de Mairan a enregistré les mouvements des feuilles de mimosa et a finalement pu montrer qu’elles suivaient un rythme circadien. Ce n’est qu’un début. Carl Linnaeus a découvert que les fleurs s’ouvrent et se ferment de manière rythmée en fonction de l’heure de la journée, même lorsqu’elles sont placées dans une pièce sombre. La signalisation protéique pourrait apporter des réponses à certaines de ces très anciennes questions. Cependant, il reste encore beaucoup à apprendre.

Améliorer la vie grâce à la chronobiologie

De nouvelles découvertes sur le rythme circadien sont constamment faites. Elles ont la capacité de guérir les maladies et d’aider les humains à mener une vie plus heureuse et plus saine. Toutefois, les découvertes concernant le rythme circadien des plantes pourraient toucher un plus grand nombre de personnes encore. Dans un monde qui souffre de sécheresses et manque souvent de nourriture, une agriculture plus efficace pourrait aider des millions de personnes à vivre plus longtemps et en meilleure santé.

Comment une fleur sait-elle quand elle doit s’ouvrir ? Même si la réponse n’est pas simple, nous avons une réponse à cette question très ancienne. De nouvelles découvertes sont constamment faites à mesure que nous développons de nouvelles technologies pour étudier la science et de nouvelles questions auxquelles il faut répondre.