Les plantes prospèrent dans un monde complexe en communiquant, en partageant les ressources et en transformant leurs environnements

Les plantes prospèrent dans un monde complexe en communiquant, en partageant les ressources et en transformant leurs environnements Les pins à longues feuilles se soutiennent mutuellement grâce aux mycorhizes - relations mutuellement bénéfiques entre certains champignons et les racines des arbres. Justin Meissen / Flickr, CC BY-SA

En tant qu'espèce, les humains sont câblés pour collaborer. C'est pourquoi les verrouillages et le travail à distance ont été difficiles pour beaucoup d'entre nous pendant la pandémie de COVID-19.

Pour les autres organismes vivants, la distanciation sociale est plus naturelle. je suis un scientifique des plantes et ont passé des années à étudier comment les signaux lumineux affectent les plantes, depuis le tout début du cycle de vie d'une plante - la germination des graines - jusqu'à la chute ou la mort des feuilles. Dans mon nouveau livre, "Leçons tirées des plantes, «J'explore ce que nous pouvons apprendre de l'adaptation environnementale des comportements des plantes.

L'un des principaux points à retenir est que les plantes ont la capacité de développer une interdépendance, mais aussi de l'éviter lorsqu'une connexion pourrait être dommageable. En général, les plantes communiquent et s'engagent constamment avec d'autres organismes dans leurs écosystèmes. Mais lorsque ces connexions permanentes menacent de causer plus de mal que de bien, les plantes peuvent manifester une forme de distanciation sociale.

Le pouvoir de la connexion et de l'interdépendance

Lorsque les conditions sont bonnes, la plupart des plantes sont des réseauteuses. le la grande majorité des plantes ont des champignons qui vivent sur ou dans leurs racines. Ensemble, les champignons et les racines forment des structures appelées mycorhizes, qui ressemble à un Web de type net.

Les mycorhizes augmentent la capacité de leurs plantes hôtes à absorber l'eau et les nutriments, tels que l'azote et le phosphate, à travers leurs racines. En retour, les plantes partagent les sucres qu'elles produisent par photosynthèse avec leurs partenaires fongiques. Ainsi, les champignons et les plantes hôtes sont fortement interconnectés et dépendent les uns des autres pour survivre et prospérer.

Les connexions mycorhiziennes peuvent relier plusieurs plantes dans un réseau fonctionnel. Lorsque les plantes produisent plus de sucres qu'elles n'en ont besoin, elles peuvent les partager via ce réseau fongique racine interconnecté. Ce faisant, ils s'assurent que toutes les plantes de la communauté ont accès à l'énergie dont elles ont besoin pour soutenir leur croissance.

En d'autres termes, ces connexions s'étendent au-delà d'une seule plante hôte et de son partenaire fongique. Ils créent des relations à l'échelle de la communauté et des réseaux interdépendants de plantes et de champignons. Des facteurs de l'environnement extérieur, tels que la quantité de lumière disponible pour la photosynthèse et la composition du sol autour des plantes, affinent les connexions dans ces réseaux.

Les mycorhizies servent également de canaux de communication. Les scientifiques ont documenté que les plantes passer des produits chimiques défensifs, telles que les substances qui favorisent la résistance contre les insectes nuisibles, à d'autres plantes via des réseaux fongiques. Ces connexions permettent également à une plante qui a été attaquée par des pucerons ou d'autres ravageurs de signaler aux plantes voisines de activer de manière préventive leurs propres réponses de défense.

Les mycorhizies sont des communautés vivantes de racines de plantes et de champignons qui bénéficient mutuellement de leur relation.


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Quand il est plus sûr de garder ses distances

Le partage de ressources ou d'informations qui aident d'autres plantes à éviter les dangers est un exemple précieux du pouvoir de la connectivité et de l'interdépendance dans les écosystèmes végétaux. Parfois, cependant, pour survivre, les plantes doivent se déconnecter.

Lorsque les signaux environnementaux tels que la lumière ou les nutriments deviennent suffisamment rares pour qu'une plante hôte puisse produire suffisamment de sucres par photosynthèse pour soutenir uniquement sa propre croissance, rester activement interconnecté dans un réseau communautaire plus large pourrait être dangereux. Dans de telles conditions, la plante hôte perdrait plus en partageant des approvisionnements limités en sucre qu'elle ne gagnerait du réseau en eau et en nutriments.

Dans des moments comme ceux-ci, les plantes peuvent limiter les connexions et le développement mycorhiziens en limitant le nombre de matériaux qu'ils échangent avec leurs partenaires fongiques et en évitant d'établir de nouvelles connexions. Il s'agit d'une forme de distanciation physique qui protège la capacité des plantes à se soutenir lorsqu'elles ont des approvisionnements énergétiques limités afin de pouvoir survivre à long terme.

Lorsque les conditions s'améliorent, les plantes peuvent reprendre le partage avec leurs partenaires fongiques et établir des connexions et une interdépendance supplémentaires. Une fois de plus, ils peuvent bénéficier du partage de ressources et d'informations sur l'écosystème avec leurs communautés végétales et fongiques étendues.

Reconnaître la parenté et la collaboration

La distanciation sociale n'est pas la seule astuce que les plantes utilisent pour se frayer un chemin dans le monde. Ils reconnaissent également les plantes apparentées et affinent leurs capacités à partager ou à rivaliser en conséquence. Lorsque les plantes interconnectées par un réseau fongique sont de proches parents génétiques, elles partager plus de sucres avec les champignons de ce réseau qu'ils ne le font lorsque les autres plantes sont plus éloignées.

Donner la priorité à la famille peut nous sembler très familier. Les humains, comme les autres organismes biologiques, contribuent souvent activement à aider nos proches à survivre. Les gens parlent parfois de cela comme d'un travail pour s'assurer que le «nom de famille» perdure. Pour les plantes, soutenir les parents est un moyen de s'assurer qu'ils perpétuent leurs gènes.

Les plantes peuvent également transformer des aspects de leur environnement pour mieux soutenir leur croissance. Parfois, les nutriments essentiels présents dans le sol sont «enfermés» sous une forme que les plantes ne peuvent pas absorber: par exemple, le fer peut se lier à d'autres produits chimiques sous des formes très similaires à la rouille. Lorsque cela se produit, les plantes peuvent excréter des composés de leurs racines qui dissolvent essentiellement ces nutriments sous une forme que les plantes peut facilement utiliser.

Les plantes peuvent ainsi transformer leur environnement individuellement ou collectivement. Les racines des plantes peuvent pousser dans la même direction, dans un processus collaboratif appelé fourmillement qui est similaire aux essaims d'abeilles ou aux troupeaux d'oiseaux. Un tel essaimage de racines permet aux plantes de libérer beaucoup de produits chimiques dans une région particulière du sol, ce qui libère plus de nutriments pour l'utilisation des plantes.

Les arbres utilisent des réseaux fongiques pour s'envoyer des messages - et certaines espèces détournent le système pour saboter leurs rivaux.

Mieux ensemble

Des comportements comme la symbiose mycorhizienne, la reconnaissance de la parenté et la transformation environnementale collaborative suggèrent que dans l'ensemble, les plantes sont mieux ensemble. En restant en phase avec leur environnement extérieur, les plantes peuvent déterminer quand travailler ensemble et favoriser l'interdépendance vaut mieux que de faire cavalier seul.

Lorsque je réfléchis à ces connexions et interdépendances réglables entre les plantes et les champignons, je puise une inspiration constante - en particulier pendant cette année pandémique. Alors que nous progressons dans un monde en constante évolution, les plantes offrent toutes sortes de leçons aux humains sur l'indépendance, l'interdépendance et le soutien les uns aux autres.

A propos de l'auteur

Beronda L. Montgomery, Professeur de biochimie et de biologie moléculaire et microbiologie et génétique moléculaire; Vice-président adjoint par intérim de la recherche et de l'innovation, Michigan State University

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Cet article est republié de La Conversation sous une licence Creative Commons. Lis le article original.

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