Biologie végétale, Comportement, Physiologie

La mémoire dans les feuilles

La sensitive (Mimosa pudica), fait toujours son petit effet. Il suffit en effet d’effleurer ses feuilles du bout des doigts pour les voir se replier sur elles-mêmes. Paradoxalement, c’est donc son apparente timidité et ses mouvements quasi-immédiats qui attirent les curieux. Pourquoi réagit-elle ainsi ? Comment s’explique ce phénomène ? Découvrez les secrets d’une demoiselle plus maligne que pudique.

Les dessous du Mimosa pudica

La sensitive est une plante vivace originaire d’Amérique du Sud. De la famille des Fabacées, plus connues sous le nom des Légumineuses, elle est la cousine exotique de la réglisse et des petits pois. À l’état naturel, elle se développe sur des sols très divers, avec une préférence pour les endroits humides. Elle propage ses graines dans de petits fruits secs et épineux s’accrochant dans le pelage des animaux.

C’est d’ailleurs pour se protéger des animaux que la sensitive a développé une stratégie de repli. En effet, face au stress causé par l’approche d’un prédateur herbivore, elle replie ses feuilles afin de prendre l’apparence d’une herbe desséchée et rabougrie : bref, pas du tout appétissante ! Ce mécanisme de défense, appelé thigmonastie, a été étudié dès le XVIe siècle. Cristobal Acosta, un naturaliste portugais, le décrit d’ailleurs dans son Traité sur les drogues et les médecines des Indes orientales. Voilà comment Mimosa pudica a gagné son surnom de Trompe-la-mort !

Inflorescence de sensitive devenue infrutescence. Les graines sont contenues dans les fruits secs, ronds et épineux. Ces derniers seront dispersés par les animaux en s’accrochant à leur pelage. (© Suyash Dwivedi)

Le mouvement de repli des feuilles

Le Mimosa pudica est constitué d’une tige principale qui se divise en quatre tiges secondaires. Chacun de ces derniers comporte un nombre pair de folioles, qui composent la feuille. La base de chacun de ces pétioles secondaires comporte un léger renflement, appelé pulvinus, ou coussinet foliaire. Il s’agit de cellules motrices qui provoquent un mouvement d’eau en cas de stimulus. L’eau, en s’évacuant, fait se replier les feuilles de la plante.

Lorsque le stimulus est une stimulation tactile, comme un choc par exemple, on parle de séismonastie. La réponse de la plante peut se limiter à l’endroit de l’impact – elle ne repliera alors que quelques folioles – ou se propager dans toute la plante. Cependant, ce n’est pas le seul cas où la sensitive réagit ! En effet, elle fait également partie des espèces repliant leurs feuilles la nuit : il s’agit alors de nyctinastie. Dans ces deux cas, cela induit la transmission d’un signal rapide, qui s’apparenterait à un phénomène électrique.


Représentation du Mimosa pudica avec une tige au repos et une tige stimulée. Au repos, (1) les cellules du pulvinus sont gorgées d’eau et maintiennent les folioles en position “ouverte”. Une fois stimulé, (2) les cellules du dessus du pulvinus vont se vider de leur eau. Les cellules du dessous, toujours pleines, font pression et les folioles se replient les uns contre les autres.

Les signaux électriques, outil de communication végétale

«La communication électrique chez les plantes et la circulation de messages via les ondes de dépolarisation membranaire ont été mises en évidence il y a des années. […] Certes, les plantes n’ont ni neurones, ni synapses, ni organe qu’on puisse qualifier de cerveau ; chez elles, tout va bien plus lentement… mais on peut bel et bien parler de neurobiologie végétale » explique François Bouteau, du Laboratoire Interdisciplinaire des Énergies de Demain (Université Paris 7 Denis Diderot). Intrigant et surprenant, ce mode de communication entre plantes n’a pas encore livré tous ses secrets !

Concernant la sensitive, il est tout à fait possible de détecter l’activité électrique de ses pulvinus. Alexander G. Volkov, Professeur de Chimie à l’université d’Oakwood, a ainsi étudié avec son équipe les mouvements mécaniques des pétioles induits par la stimulation électrique d’un pulvinus. Il a ainsi observé, à partir d’une faible charge électrique, la fermeture d’une feuille comme mode de défense contre une agression extérieure.

Un Mimosa pudica est branché sur un circuit qui mesure en direct son activité électrique. La plante est à un état de repos, feuilles ouvertes. Puis les feuilles touchées par la baguettes se ferment et on peut observer les pics électriques correspondant au stimulus. (© Backyard Brains via YouTube)

Se souvenir pour s’adapter

Au cours de différentes expériences menées sur des spécimens de Mimosa pudica, il est apparu que la répétition régulière d’un stimulus amenait une modification du comportement de la plante. Ainsi, Stefano Mancuso, directeur du Laboratoire de Neurobiologie Végétale de l’Université de Florence, rapporte les conclusions d’une expérience menée par son équipe sur 500 plants de sensitive.

Les laissant tomber chacun de 3 cm de hauteur, il a pu constater que, si les feuilles de la plante se refermaient à chaque fois les premiers temps, elles finissaient par rester ouvertes. Lassitude face à la détermination du scientifique ? Non ! Il suffisait de les toucher, donc de leur apporter une stimulation différente, pour qu’elles se referment complètement. La thèse du coup de fatigue est donc à écarter. Deux mois plus tard, ces plantes ont été soumises à la même expérience : là, elles ne se sont pas refermées du tout. Conclusion : elles se sont bel et bien souvenues de leur expérience passée ! La preuve que les sensitives sont capables d’un apprentissage élémentaire, stockant des informations pour s’en servir en cas d’attaque.

Cet apprentissage mène à des différences de comportement entre les plantes et même entre les feuilles d’une même sensitive ! En effet, les feuilles plus âgées, souvent stimulées mais jamais croquées, ne se replient qu’à moitié. Elles continuent ainsi à capter la lumière ce qui permet à la plante de maximiser la photosynthèse. Il en est de même pour les folioles près des inflorescences qui sont souvent touchés par les insectes pollinisateurs, ils se replient peu et se rouvrent vite.

Sous son feuillage timide, la Mimosa pudica cache donc une redoutable stratégie de défense. De quoi illustrer l’intelligence des plantes et rester rêveur devant tous les domaines qu’il reste encore à explorer en biologie végétale… Envie de découvrir une autre espèce surprenante ? Faites connaissance avec l’Orchidée mangeuse d’arbre !

Sachez qu’aucun plant de Mimosa pudica n’a été maltraité durant l’écriture de cet article, afin de ne pas heurter la sensitivité des plus jeunes !

par Gwennaëlle Massart

Sources

• Allen, R. D. (1969). Mechanism of the seismonastic reaction in Mimosa pudica. Plant Physiology, 44(8), 1101-1107.

• Amador-Vargas, S., Dominguez, M., León, G., Maldonado, B., Murillo, J., & Vides, G. L. (2014). Leaf-folding response of a sensitive plant shows context-dependent behavioral plasticity. Plant ecology, 215(12), 1445-1454.

• Brancher, D. (2006). L’anthropocentrisme à l’épreuve du végétal : Botanique sensible et subversion libertine. Dans F. Tinguely, La renaissance décentrée: actes du colloque de Genève, 28-29 septembre 2006 (No. 440). Librairie Droz.

• Centre de coopération internationale en recherche agronomique pour le développement (2001). Malherbologie tropicale. Repéré à http://malherbologie.cirad.fr/Advenrun/especes/m/mimpu/mimpu.html

• Eisner, T. (1981). Leaf folding in a sensitive plant: A defensive thorn-exposure mechanism?. Proceedings of the National Academy of Sciences, 78(1), 402-404.

• Gagliano, M., Renton, M., Depczynski, M., & Mancuso, S. (2014). Experience teaches plants to learn faster and forget slower in environments where it matters. Oecologia, 175(1), 63-72.

• Jovanov, E., & Volkov, A. G. (2012). Plant electrostimulation and data acquisition. In Plant Electrophysiology (pp. 45-67). Springer, Berlin, Heidelberg.

• Reed-Guy, S., Gehris, C., Shi, M., & Blumstein, D. T. (2017). Sensitive plant (Mimosa pudica) hiding time depends on individual and state. PeerJ, 5, e3598.

• Setty, S., & Jaffe, M. J. (1972). Phytochrome-controlled rapid contraction and recovery of contractile vacuoles in the motor cells of Mimosa pudica as an intracellular correlate of nyctinasty. Planta, 108(2), 121-131.

• Thellier, M. (2015). Les plantes ont-elles une mémoire?. Editions Quae.

1 réflexion au sujet de “La mémoire dans les feuilles”

  1. Hyper intéressant de savoir pourquoi ce phénomène existe !
    Je m’étais souvent posé la question : merci pour ces explications à la fois claires et sourcées.

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