Les plantes utilisent le sucre, produit par la photosynthèse, comme un signal clé pour détecter et réagir à la chaleur durant le jour, ce qui pourrait mener à des cultures plus résilientes.
Une étude récente menée par le Professeur Meng Chen à l'Université de Californie, Riverside, a révélé un nouveau mécanisme chez les plantes pour détecter la chaleur pendant la journée. Cette découverte remet en question les idées précédentes qui se concentraient principalement sur les capteurs nocturnes. La recherche souligne le rôle crucial du sucre dans ce processus, offrant une image plus complète de la façon dont les plantes s'adaptent à leur environnement.
Les scientifiques pensaient traditionnellement que des protéines comme le phytochome B et l'early flowering 3 (ELF3) étaient les principaux capteurs de chaleur, surtout actifs la nuit. Cependant, ces modèles n'expliquaient pas comment les plantes réagissaient à la chaleur pendant la journée, lorsque la lumière et la température sont élevées. Pour explorer cela, l'équipe a utilisé Arabidopsis, une petite plante à fleurs souvent utilisée dans les études génétiques. Ils ont exposé les plantes à différentes températures et conditions de lumière, observant comment leurs tiges, appelées hypocotyles, se développaient en réponse à la chaleur.
Les résultats ont montré que la capacité du phytochome B à détecter la chaleur diminuait en pleine lumière. Malgré cela, les plantes réagissaient toujours à la chaleur, suggérant que d'autres capteurs étaient à l'œuvre. D'autres tests ont montré que les plantes pouvaient réagir à la chaleur à la lumière, mais pas dans l'obscurité, lorsque le phytochome B ne fonctionnait pas. L'ajout de sucre au milieu de culture a restauré cette réponse, indiquant que le sucre agit comme un signal pour des températures plus élevées.
L'étude a également révélé que des températures plus élevées entraînent la dégradation de l'amidon dans les feuilles, libérant du saccharose. Ce sucre stabilise une protéine appelée PIF4, qui contrôle la croissance. Sans saccharose, PIF4 s'est dégradé rapidement ; avec lui, la protéine s'est accumulée et est devenue active lorsqu'un autre capteur, ELF3, a également répondu à la chaleur. Ce double mécanisme, impliquant le sucre et les protéines, permet aux plantes d'ajuster leur croissance en réponse à la chaleur diurne. Cette découverte, publiée dans Nature Communications en 2025, offre une compréhension plus nuancée de la thermosensibilité des plantes.
Comprendre comment les plantes détectent la chaleur pendant la journée est vital pour créer des pratiques agricoles qui garantissent la sécurité alimentaire dans un climat en mutation. Cette recherche pourrait aider à développer des cultures plus résistantes aux températures extrêmes. Ces connaissances peuvent être utilisées pour sélectionner des plantes capables de mieux résister aux effets du changement climatique, assurant ainsi un approvisionnement alimentaire stable. En France, où l'agriculture est un pilier de notre économie et de notre identité, ces avancées sont particulièrement importantes pour adapter nos pratiques aux défis climatiques.