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EDITOR’S CHOICE IN PLANT BIOLOGY

L’article
S. Scherzer et al, « Les poils de la gâchette de Venus flytrap sont des mécanocapteurs de l’ordre du micronewton qui peuvent détecter de petites proies d’insectes », Nat Plants, 5:670-75, 2019.

La « bouche » d’un attrape-mouche de Vénus (Dionaea muscipula) porte plusieurs poils déclencheurs, des pointes multicellulaires qui envoient des impulsions électriques à travers les lobes du piège lorsqu’ils sont pliés par le contact avec un objet. Sönke Scherzer, qui étudie ces plantes à l’université de Wuerzburg en Allemagne, explique qu’il offre souvent des pièges à mouches de Vénus à ses étudiants et leur demande de les nourrir. Au début, le piège se referme sur un morceau de fromage ou un insecte mort, mais, à la grande frustration des étudiants, il se rouvre quelques heures plus tard, indifférent au cadeau. Cela s’explique par le fait que le stimulus initial ne scelle pas complètement le piège et ne déclenche pas le processus de digestion ; pour que la fermeture soit complète, il faut que le piège soit agité pendant une minute supplémentaire. Selon Scherzer, cela évite à la plante de gaspiller ses ressources digestives sur des aliments ou des brindilles trop petits.

Attention aux poils : le piège de la Venus flytrap possède plusieurs poils de déclenchement mécanosensibles qui propagent des potentiels d’action à travers le piège lorsqu’ils sont pliés avec une force, une vitesse et un angle particuliers. La fermeture est un processus en deux étapes, dans lequel le claquement initial est provoqué par deux potentiels d’action (1 et 4). Les contacts ultérieurs avec les poils déclencheurs (2) signalent à la plante qu’elle doit fermer le piège et commencer le processus de digestion (3). Des expériences récentes ont révélé que les poils sont suffisamment sensibles pour répondre aux fourmis qui traversent le piège, mais que les petits pièges sont plus sensibles que les grands (5), ce qui donne aux petites proies la possibilité d’échapper aux grands pièges (6) qui, autrement, pourraient gaspiller l’énergie digestive sur de minuscules repas. WEB | PDF

Kelly Finan

Comment les plantes peuvent-elles distinguer le dîner des débris, c’est la question à laquelle le groupe de Scherzer a récemment cherché à répondre en observant les pièges à mouches de Vénus en laboratoire. En utilisant un minuscule instrument de mesure de la force combiné à des enregistrements électrophysiologiques pour capturer les potentiels d’action, les chercheurs ont mesuré les réponses des poils de la gâchette aux fourmis qui marchent sur les feuilles du piège. Ils ont rapporté dans Nature Plants l’année dernière que la force appliquée aux poils de déclenchement n’était pas aussi importante que la distance et la vitesse à laquelle ils étaient pliés. Les plantes répondaient à des stimuli rapides, comme ceux d’un insecte frétillant. Trop lent, et elles ignoraient le mouvement.

« Ce mécanisme permettrait de s’assurer que c’est quelque chose de vivant qui se trouve à l’intérieur des feuilles, plutôt que quelque chose comme un petit morceau de bâton ou d’autres choses qu’elles ne sont pas intéressées à investir dans la digestion », explique Naomi Nakayama, qui étudie la biomécanique des plantes à l’Imperial College de Londres et n’a pas été impliquée dans le projet.

Les pièges à mouche ont une méthode supplémentaire pour sélectionner les bons repas, a découvert l’équipe de Scherzer. Les petits pièges étaient plus sensibles aux stimuli que les grands pièges, répondant à des forces plus faibles. M. Scherzer pense que cela pourrait permettre aux grands pièges d’éviter de gaspiller des ressources pour digérer de minuscules proies, une idée étayée par ses observations selon lesquelles les petits insectes peuvent échapper à la fermeture initiale des grands pièges avant qu’ils ne se referment complètement. « Le fait est qu’il y a tellement de mécanismes de prévention » pour éviter de gaspiller les efforts de digestion, dit-il.

Il est possible que les pièges à mouches de Vénus aient également un moyen de détecter les proies qui se déplacent lentement – disons, les larves. En 2019, Ueli Grossniklaus et ses collègues de l’Université de Zurich ont signalé dans une préimpression sur bioRxiv que, contrairement à la croyance communément admise selon laquelle deux déviations des poils de la gâchette sont nécessaires pour déclencher la fermeture initiale du piège, une seule poussée très lente peut également provoquer deux potentiels d’action et faire claquer les mâchoires de la plante (DOI:10.1101/697797). « Peut-être que des escargots ou des proies se déplaçant lentement pourraient être pris », dit Grossniklaus.

Kerry Grens est rédactrice principale et directrice de l’information à The Scientist. Envoyez-lui un courriel à [email protected].