Les mouvements des végétaux
Thigmonasties : exemple de la Dionée
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Ces mouvements sont dus à des variations différentielles de turgescence mais ce sont des mouvements actifs, réversibles en réponse à une stimulation de l'environnement. Le sens du mouvement dépend essentiellement des caractéristiques de l'organe et est indépendant de la direction du stimulus. Le stimulus est ici un choc. Pour les plantes étudiées, un phénomène électrique comparable à un potentiel d'action est généré au niveau du stimulus et se propage jusqu'au lieu de la réponse.

Deux types de plantes présentent de tels phénomènes remarquables :

  • une plante carnivore : la dionée gobe-mouche (Dionea muscipula Ellis (Droseraceae))
  • la sensitive (Mimosa pudica L. (Légumineuses))

La capture d'insectes par les feuilles de Dionée gobe-mouche

Dionée jeune. La feuille se prolonge par deux folioles bien évoluées en valves dentées (à droite) et encore très peu développées (à gauche). Dionée adulte. Quelques cadavres désséchés d'insectes sont visibles dans certaines feuilles ouvertes.

La capture d'un insecte débute par la perception de sa présence de l'insecte. Ceci est réalisé par la présence de trois poils sensoriels à l'intérieur de chaque valve.

Feuille de Dionée ouverte montrant les poils sensotiels à l'intérieur de chaque valve.
Vue de détail de l'intérieur de la feuille de Dionée montrant les 3 poils sensoriels.
Un poil sensoriel.

L'inecte, attiré par le nectar entre dans la feuille ouverte et strimule les poils sensoriels. Ceux-ci transmettent l'ingformation à la charnière qui réagit par une variation de turgescence provoquant le fermeture rapide de la feuille. Comment la dionée fait la différence entre une goutte d'eau qui tombe et un insecte vivant? Pour qu'il y ait stimulation il est nécessaire de toucher rapidement plusieurs poils ce qui se réalise par un insecte volant de manière désordonnée.

Schéma simpliste du fonctionnement de la Dionée : entrée d'un insecte attiré par le nectar, excitation des poils sensoriels, tansmission à la charnière et fermeture des deux valves.

Le mouvement de fermeture de la Dionée est plus complexe qu'il n'y parait. Il y a en fait la combinaison de 2 mécanismes affectant la croissance et la turgescence. La croissance des 2 mâchoires engendre des tensions et un état métastable  d'ouverture du piège. Une variation de la turgescence des cellules du piège rompt cet équilibre et induit une conformation nouvelle d'équilibre des tensions dans laquelle les mâchoires se referment brutalement. Après 1 certain temps, le redémarage de la croissance de celles-ci induit de nouvelles tensions qui écartent de nouveau les 2 parties du piège. Une nouvelle stimulation des poils sensoriels  déclenchera 1 nouvelle fermeture. Le nombre de fermetures et de réouverture du piège est limitée comme chez la Tulipe par la durée de la croissance de la feuille, contrairement aux 3 autres exemples de nasties (Oyat, Oxalis, Sensitive). Le phénomène n'est donc pas réellemen réversible même si cela semble à l'observation.

De plus, dans ce cas de la Dionée, la signification et l'intérêt pour la plante sont clairs. Les plantes carnivores se sont développées dans des lieux où pour différentes raisons (acidité du milieu par exemple) la nutrition azotée est un facteur limitant. Le mouvement rapide de fermeture des folioles se réalise dans une situation où :

  • les folioles ouvertes représentent un leurre pour les insectes (nectar),.
  • les folioles fermées se disposent en forme de "cage" qui emprisonne l'insecte,
  • le stimulus ne se déclenche qu'au niveau de pois sensibles disposés au milieu des folioles,
  • le piège refermé, des glandes digestives secrètent des enzymes qui digèrent les parties consommables de l'insecte,
  • le piège reste fermé s'il y a une proie mais se rouvre si la fermeture était due à un choc sans intérêt.
Dionéé
Dioneae
Dionée ouverte
mâchoire de dionée
Quatre étapes de la fermeture des valves de la Dionée après une stimulation artificielle sur ses poils sensoriels.
Pour voir ces mouvements en vidéo --------------->

Après la fermeture rapide de la feuille suit une fermeture lente et complète avec applatissement des valves.

Machoires de Dionée applaties et complètement fermée. Dionée digérant un morceau de fromage.

Ensuite, la stimulation due à la capture se traduit par une secrétion d'enzymes hydrolythiques qui digèreront en partie le cadavre de l'insecte. Le mouvement de réouverture est toujours lent, une journée si la stimulation n'a pas permis la capture (par exemple, une stimulation expérimentale), beaucoup plus longtemps si le mécanisme de digestion est enclenché.

Pour en savoir plus : un dossier complet sur l'ensemble des plantes carnivores.

 

 
Biologie et Multimédia - UFR des Sciences de la Vie - Sorbonne Université