Nous avons peut-être compris comment les tournesols suivent vraiment la lumière du soleil

Les tournesols sont célèbres pour leur caractéristique unique, inhérente à leur nom : celle de suivre le soleil. Mais comment parviennent-ils à le faire ? Une étude a révélé qu'ils suivent un mécanisme différent de celui connu jusqu'à présent. Voici de quoi il s'agit.

L'héliotropisme, la capacité des tournesols à suivre le soleil

Pixabay

Les tournesols, du genre Helianthus, ne sont pas seulement appréciés pour leur couleur qui illumine les champs, mais aussi pour leur symbolisme positif et leur utilité pratique. La fleur du tournesol est emblématique de par sa forme distinctive et sa couleur jaune éclatante, composée de petites corolles tubulaires disposées autour d'un centre, souvent plus sombre et rappelant une composition en spirale. La disposition des pétales autour du noyau central est appelée inflorescence en capitule. Le trait le plus célèbre des tournesols est de suivre le mouvement du soleil à travers le ciel pendant la journée.

Ce phénomène est connu sous le nom d'héliotropisme et se produit principalement lorsque la plante est encore en phase de développement. C'est précisément cela qui les a rendus symboliques de positivité, de bonheur et de vitalité. La science a longtemps étudié cette capacité, arrivant à différentes hypothèses que la nouvelle étude a récemment examinées.

Comparaison entre tournesols cultivés en laboratoire et tournesols en plein air

Pixabay

Un groupe de biologistes végétaux de l'Université de Californie à Davis a étudié le comportement des tournesols. Partant du principe qu'un pourcentage élevé de plantes est doté du phototropisme, c'est-à-dire de la capacité de se développer en suivant une source de lumière, les chercheurs ont théorisé que l'héliotropisme des tournesols suivait le même mécanisme, régulé par la phototropine, une molécule photoréceptrice jouant un rôle clé dans la régulation de la croissance et du développement en réponse à la lumière. Cette protéine est responsable de la perception de la lumière bleue et ultraviolette par les plantes : lorsque celles-ci perçoivent une direction de lumière plus intense ou une longueur d'onde spécifique, les phototropines activent une série de réactions cellulaires conduisant à une croissance de la plante dans cette direction spécifique.

Précédemment, le laboratoire de la professeure de biologie végétale Stacey Harmer, au College of Biological Sciences de l'UC Davis, avait mis en évidence comment les tournesols utilisaient l'horloge circadienne interne pour anticiper le lever du soleil avant l'aube et organiser l'ouverture des fleurs à l'arrivée des insectes pollinisateurs tôt le matin. Dans la nouvelle recherche, Harmer, avec l'ancien étudiant Christopher Brooks et le chercheur Hagatop Atamian, a examiné les gènes actifs chez les tournesols cultivés en laboratoire par rapport à ceux cultivés en extérieur.

Comment les tournesols suivent-ils le soleil ? L'hypothèse de la phototropine écartée

Pixabay

Les tournesols cultivés dans une chambre de croissance intérieure ont poussé en suivant la lumière bleue et en activant les gènes liés à la phototropine. Ceux qui ont poussé à l'extérieur, en suivant les mouvements du soleil avec des oscillations, ont révélé une expression génétique totalement différente. Chez ces plantes, le mouvement de la tête est rendu possible par une croissance différentielle des cellules à l'arrière de la pousse, qui se développent plus rapidement que celles à l'avant, provoquant une flexion de la pousse dans la direction opposée au soleil. Pendant les premières heures du matin, la tête du tournesol est orientée vers l'est, suivant le mouvement de la lumière solaire. Au cours de la journée, la plante régule la croissance des cellules à l'arrière de manière à ce que la tête suive le soleil en se déplaçant vers l'ouest. Ce phénomène permet aux tournesols de maximiser l'absorption de la lumière solaire pendant la journée, améliorant ainsi la photosynthèse et favorisant la croissance optimale de la plante. Une fois que le soleil se couche, la tête du tournesol peut revenir à sa position originale orientée vers l'est, en attendant le lever du soleil suivant.

Les chercheurs n'ont trouvé aucune différence évidente entre les deux côtés de la tige. « Il semble que nous ayons exclu la voie de la phototropine, mais nous n'avons trouvé aucune preuve évidente », a déclaré Harmer. L'utilisation de boîtes pour créer des zones d'ombre afin de protéger les tournesols des sources de lumière bleue, rouge et ultraviolette n'a eu aucun impact sur l'héliotropisme des plantes. Cela suggère qu'il existe différentes voies pour suivre diverses longueurs d'onde de lumière. « Cela a été une surprise totale pour nous », a exclamé Harmer, qui prévoit de poursuivre l'étude en analysant la régulation des protéines dans les tournesols.

Une fois que les plantes cultivées en laboratoire ont été déplacées à l'extérieur, elles ont rapidement appris à suivre le soleil. Cependant, au moment où cela s'est produit, une puissante expression génétique s'est produite du côté ombragé des tournesols, qui ne s'est plus manifestée par la suite. Selon les auteurs de l'étude, cela pourrait indiquer une sorte de réajustement des plantes. « Les choses que vous définissez dans un environnement contrôlé comme une chambre de croissance peuvent ne pas fonctionner dans le monde réel », a conclu Harmer.

Les tournesols ont donc vraiment besoin de la lumière du soleil pour éclater dans toute leur merveilleuse essence, même si le véritable mécanisme reste enveloppé de mystère.