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L’université de Tel Aviv enregistre pour la première fois des plantes qui « parlent »

Les scientifiques ont décelé des cliquetis, inaudibles pour l'homme, qui différeraient selon l'espèce et le type de stress ; ils ignorent comment ces informations sont utilisées

Sue Surkes est la journaliste spécialisée dans l'environnement du Times of Israel.

Les tomates font partie des plantes dont les chercheurs de l'Université de Tel-Aviv ont testé les sons. (Crédit : David Besa/CC BY 2.0, Wikimedia Commons)
Les tomates font partie des plantes dont les chercheurs de l'Université de Tel-Aviv ont testé les sons. (Crédit : David Besa/CC BY 2.0, Wikimedia Commons)

Si l’on sait depuis un certain temps que les plantes communiquent entre elles, des scientifiques israéliens affirment avoir identifié des « mots » et découvert que les différentes espèces parlaient dans des « langues » différentes, selon une nouvelle étude révolutionnaire publiée jeudi dans la prestigieuse revue scientifique Cell.

Les scientifiques savent depuis un certain temps déjà que les plantes, lorsqu’elles sont stressées, communiquent de plusieurs manières. Elles peuvent changent physiquement (flétrissement ou changement de couleur des feuilles), devenir amères au goût (pour dissuader les herbivores) ou émettre des odeurs (composés organiques volatils) pour signaler aux autres membres de la famille qu’elles sont attaquées par des insectes, par exemple.

Une étude récente a révélé que les plantes réagissaient aux sons. Elles augmentent, par exemple, la concentration en sucre de leur nectar pour attirer les pollinisateurs bruyants à proximité.

Mais selon des chercheurs de l’université de Tel-Aviv (TAU), leur dernière étude serait la première à avoir enregistré à distance et classé les sons aériens émis par des plantes stressées.

Les plantes « parleraient » en émettant des clics, qui ressembleraient quelque peu au bruit d’un pop-corn qui éclate. Les sons sont émis à un volume similaire à celui de la parole humaine, mais à des fréquences élevées, qui se situent au-delà de la gamme auditive de l’homme.

La professeure Lilach Hadany, de la School of Plant Sciences and Food Security de l’université, qui a codirigé l’étude, explique avoir « résolu une très vieille controverse scientifique. Nous avons prouvé que les plantes émettent des sons ! »

« Nos résultats suggèrent que le monde qui nous entoure est rempli de sons végétaux et que ces sons contiennent des informations sur, entre autres sujets, la pénurie d’eau ou les blessures. Les sons émis par les plantes dans la nature sont probablement détectés par les créatures situées à proximité, telles que les chauves-souris, les rongeurs, divers insectes et peut-être aussi d’autres plantes qui ont la capacité d’entendre les hautes fréquences et d’en déduire des informations pertinentes. », poursuit-elle.

« Ces informations pourraient être utilisée par l’homme, tant qu’il dispose d’outils adéquats pour les entendre, comme des capteurs qui pourraient signaler aux cultivateurs le moment où les plantes doivent être arrosées », explique la chercheure.

« Un champ de fleurs pastoral serait en réalité un endroit plutôt bruyant. Seulement, nous n’entendons pas ces sons ».

L’équipe de recherche a enregistré les ultrasons émis par des plants de tomates et de tabac qui ont, soit, été privés d’eau, soit eu leur tige coupée ou qui n’ont pas été touchés (groupe témoin).

Les ultrasons ont une fréquence de 20 à 150 kHz, supérieur à la limite de l’audition humaine.

L’idée de tester ces fréquences est née d’une collaboration entre Hadany, qui vient des sciences de l’évolution, et l’autre co-directeur de la recherche, le professeur Yossi Yovel. Yovel, directeur de l’école des neurosciences et membre du corps enseignant de l’école de zoologie et du musée Steinhardt d’histoire naturelle, a enregistré les sons des chauves-souris, qui fonctionnent également dans cette gamme de fréquences.

Les plantes ont été enregistrées à la fois dans une chambre acoustique silencieuse et dans une serre bruyante. Les changements physiologiques des plantes ont également été suivis.

Des modèles d’apprentissage automatique ont été formés pour faire correspondre les sons aux différentes espèces de plantes et aux différents stress auxquels elles étaient soumises.

« Nos enregistrements ont indiqué que les plantes utilisées dans le cadre de notre expérience émettaient des sons à des fréquences comprises entre 40 et 80 kilohertz », a déclaré M. Hadany.

Écoute d’une plante coupée (Crédit : Autorisation/ Université de Tel Aviv (TAU))

« Les plantes non stressées ont émis moins d’un son par heure, en moyenne, tandis que les plantes stressées – déshydratées ou blessées – ont émis des dizaines de sons par heure.

Les plants de tomates, par exemple, émettaient très peu de bruit lorsqu’ils étaient arrosés, mais au cours des quatre ou cinq jours suivants, le nombre de sons augmentait, puis diminuait, à mesure que les plants se desséchaient.

Des enregistrements ont également été réalisés sur des plants de tomates infectés par le virus de la mosaïque du tabac.

Afin d’approfondir ses conclusions, l’équipe a mené une petite enquête sur d’autres espèces de plantes et a réussi à enregistrer des sons provenant de blé, de maïs, de raisins Cabernet Sauvignon, de cactus en coussinet et de Lamium amplexicaule, une plante annuelle de la famille de la menthe.

Écoute des sons d’un cactus en coussinet. (Crédit : Autorisation/Université de Tel Aviv)

« Nous nous attendions à ce que de nombreuses plantes émettent des sons, mais la diversité des caractéristiques de ces sons reste à être étudiée », écrivent-ils.

Les chercheurs avancent l’hypothèse que les sons pourraient être liés, du moins en partie, à la cavitation dans la tige. Lorsqu’une plante est soumise à un stress, des bulles d’air peuvent se former, se dilater et s’effondrer dans le xylème – le complexe de minuscules tuyaux qui transportent l’eau et les matières solubles des racines vers la tige et les feuilles.

Les vibrations, par opposition aux sons, provoquées par ce phénomène, ont déjà été enregistrées par des capteurs dans le passé.

Les scientifiques concluent que ces découvertes pourraient avoir un potentiel pour l’agriculture de précision, notamment en matière de contrôle de l’eau et des pathologies. Cette découverte serait d’autant plus importante à mesure que le dérèglement climatique accentue la sécheresse, menaçant ainsi les écosystèmes et la sécurité alimentaire.

Ils avancent également la perspective alléchante que d’autres organismes pourraient eux-mêmes « entendre » ces sons et y réagir.

« Les émissions des végétaux dont nous rendons compte, dans la gamme des ultrasons de 20 à 100 kHz, pourraient être détectées à une distance de trois à cinq mètres par de nombreux mammifères et insectes, en raison de leur sensibilité auditive, notamment par les souris et les papillons de nuit », peut-on lire dans l’article.

« Nous avons démontré que les sons des plantes peuvent être classés efficacement par des algorithmes d’apprentissage automatique. Nous suggérons donc que d’autres organismes pourraient avoir évolué pour classer ces sons également et y répondre ».

« Ces résultats peuvent modifier la façon dont nous envisageons le règne végétal, considéré comme quasi silencieux jusqu’à présent », conclut l’article.

Lilach Hadany (à droite) et Yossi Yovel de l’université de Tel Aviv. (Crédit : Autorisation : Université de Tel Aviv)

Lilach Hadany et Yossi Yovel ont travaillé avec Itzhak Khait et Ohad Lewin-Epstein, étudiants en recherche, en collaboration avec des chercheurs de la Raymond and Beverly Sackler School of Mathematical Sciences, de l’Institute for Cereal Crops Research et de la Sagol School of Neuroscience, tous de l’université de Tel-Aviv.

Lors d’une interview accordée au Times of Israel, Hadany a expliqué que les sons pouvaient être un simple effet secondaire des processus physiologiques ou qu’il pouvait s’agir d’une forme de communication.

Les scientifiques ont déjà constaté que l’émission de composés organiques volatils par une plante menacée permet à d’autres plantes de se préparer à affronter le danger qui leur est communiqué.

Selon Hadany, les sons émis par une plante pourraient avoir un effet similaire, ajoutant que les sons pourraient être émis plus rapidement que les composés organiques.

« Les sons contiennent des informations. Ils nous permettent, ainsi qu’à d’autres, d’en apprendre plus sur l’état de la plante. La question est de savoir qui utilise ces informations et dans quel but.

 

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