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Neurobiologie végétale



  1. #1
    noir_ecaille

    Neurobiologie végétale


    ------

    Bonjour,

    Sur Arte j'ai visualisé un documentaire concernant les plantes et d'étonnantes capacités :
    - mouvements (comme Desmodium gyrans, la plante qui danse)
    - sommeils (et symptômes de manque)
    - mémoire (expériences menées sur des pois)
    - phénomène de root-brain (développement directif de la racine principale)
    etc.

    Grosso-modo les plantes ne seraient pas aussi "légumes" qu'on veut bien le croire. Fascinant... ou déroutant

    Connaissez-vous d'autres phénomènes ? Sait-on expliquer tout ça ?

    -----

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  3. #2
    Cendres

    Re : neurobiologie végétale

    Bonjour,

    Déjà, quand on observe des plantes carnivores à piège actif ou semi-actif, on voit qu'on est loin du "légume", en effet.
    N'a de convictions que celui qui n'a rien approfondi (Cioran)

  4. #3
    LXR

    Re : neurobiologie végétale

    Sujet intéressant mais j'ai un gros doute relativement à ton titre : la neurobiologie végétale existe-t-elle? A-t-on déjà trouvé sur le végétal une cellule ayant les propriétés des neurones du règne animal, et permettant ainsi de la qualifier de neurone végétal?

    Greg

  5. #4
    kamor

    Re : neurobiologie végétale

    Mouvement, bien sur. l'exemple bête comme chou (si j'ose dire vu le sujet ) c'est la fleur de tournesol qui s'oriente vers la lumière.
    Il a été "démontré" sur le même sujet l'effet de l'éclairage artificiel, un arbre étant éclairé d'un côté gardera ses feuilles plus longtemps de ce côté que de celui n'ayant que la lumière naturelle.
    Et la plante poussera plus du côté le plus éclairé, pour capter plus de lumière.

    Après la neurobiologie... si on considère que c'est juste une transmission d'infos au sein d'un organisme, ça existe. Un neurone qui transporte un message sous forme électrique dans une plante, ça par contre...

  6. #5
    noir_ecaille

    Re : neurobiologie végétale

    J'ai posté à dessein cette dichotomie

    J'espérais des réactions sur ce sujet.
    Mais certains scientifiques du reportage proposent d'ores et déjà de parler de "neurosciences végétale" -- en raison de la forte analogie des réactions, même si à l'évidence les mécanismes mobilisés sont différents.

    On ne peut pas simplement nier que les plantes ont, à leur rythme et avec leur moyens, des réactions intelligentes -- plus que pertinentes.

    J'en reviens à Desmodium gyrans, la plante qui danse. Quel utilité d'un tel mécanisme pour la survie ? De même : à quoi peut bien servir le sommeil chez une plante ? Si elle souffre d'un manque de sommeil (par exemple à cause d'une exposition artificielle lumineuse ininterrompue), la plante présente des symptômes de maladie tels que jaunissement des feuilles, affaissement des tiges... même avec stricte maintien des conditions idéales de culture.

    De même, il existe des capteurs mécaniques au niveau des vrilles du pois ou de la vigne. Il suffirait de les stimuler plusieurs fois seulement quelques secondes sur une courte période (cinq minutes) pour influencer durablement l'orientation de ces vrilles.
    Encore plus bizarre : à l'aide d'un marqueur sur le pot, couchez durant une demi-heure les pots puis redressez-les et mettez-les 48 heures à 4°C et à l'obscurité (en sommeil). Remettez-les à pousser quelques heures en éveil, les plants vont alors s'incliner pour s'adapter à une contrainte disparue depuis 48h -- ils s'inclinent dans le sens contraire à l'inclinaison des pots au début de l'expérience ! Si ce n'est pas truqué, c'est pour le moins effarant : les pois se "souviennent" d'une contrainte disparue depuis plusieurs jours.

    Je ne sais rien des mécanismes en jeux, ni de la structure des plantes évoquées. J'éprouve beaucoup de curiosité pour ces réactions qui prouvent qu'une plante n'est pas vraiment passive, "végétative". A leur manière et selon une échelle de temps différente, elles deviennent actives et réagissent autant qu'elles agissent. Elles me semblent en quelque sortes plus vives que l'image qu'on leur colle populairement.

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    LXR

    Re : neurobiologie végétale

    Citation Envoyé par noir_ecaille Voir le message
    On ne peut pas simplement nier que les plantes ont, à leur rythme et avec leur moyens, des réactions intelligentes -- plus que pertinentes.
    Ce n'est pas parce-que les phénomènes observés semblent faire appel à une intelligence qu'ils le font nécessairement. Les mécanismes biologiques sont automatisés. Un stimuli induit une réponse souvent complexe au niveau moléculaire. Cette complexité permet une étendue énorme de possibilités d'agir qu'a le vivant.

    Un exemple : Dictyostelium discoïdeum (je ne suis pas sûr que cela s'écrive comme ça ). Cet unicellulaire se déplace vers une source d'AMPc par reptation. Comment un unicellulaire peut-il se déplacer vers une molécule d'une façon qui pourrait paraitre "volontaire" au premier abord? Cela s'explique par le gradient d'AMPc (plus on est proche de la source d'AMPc, plus sa concentration augmente) qui induit l'allongement de lamellipodes à l'avant tandis que l'arrière du Dictyostelium se rétracte, il y a donc une polarisation cellulaire qui permet à DD de migrer de façon focalisée et organisée vers l'AMPc.
    Il n'y a aucune intelligence derrière, juste un comportement conditionné par des mécanismes moléculaires sophistiqués.

    Greg

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  10. #7
    kamor

    Re : neurobiologie végétale

    Je suppose que par sommeil, vous entendez une période dans l'obsucrité? On peut imaginer que les différents constituants de la photosynthèse ont besoin d'une période de repos. Ce sont la plupart du temps des cycles d'oxydation/ désoxydation, je suppose qu'à force ces composants sont moins utilisables ou même sont détruits. La plante peut donc mettre à contribution ces périodes de "calme photosynthétique" pour régénérer cette chaine (hypothèse personnelle, je n'ai aucune donnée sur ce genre de mécanismes).
    Ca pourrait aussi avoir un rapport avec l'inactivation des radicaux libres, mais ceux ci sont à ma connaissance surtout du à la respiration.

  11. #8
    noir_ecaille

    Re : neurobiologie végétale

    Je suis d'accord : ce n'est pas une intelligence consciente. Il s'agit de mécanismes plus ou moins complexes, dont la pertinence a été sélectionnée au fil d'une longue évolution.

    Pour autant il est difficile de voire une plante "bouger" sur la base de stimuli particuliers et même exceptionnels. Si encore le stimulus incriminé était toujours d'actualité... Dans le cas des pois qui se souviennent de l'orientation de leur pot, quel est le mécanisme en jeu ?

    Pour ce qui concerne le sommeil, dans le reportage incriminé les chercheurs ont isolé une hormone qui plonge la plante en état de "sommeil" même à la lumière -- repliement foliale etc..
    Je ne saisis pas ce qu'est cet état exactement, mais il semble nécessaire à la plante, que ce soit ou non une récupération post-photosyntétique. On aurait bien besoin d'un spécialiste de la structure et de la physiologie végétale :-S

  12. #9
    Katie20012

    Re : neurobiologie végétale

    Citation Envoyé par Cendres Voir le message
    Bonjour,

    Déjà, quand on observe des plantes carnivores à piège actif ou semi-actif, on voit qu'on est loin du "légume", en effet.
    C'est drôle je viens justement de voir un documentaire super intéressant qui parlé des mécanismes mis en jeux par les plantes carnivores, il semblerait qu’il existe des capteurs ou récepteurs spécifique situé sur la face interne de chaque lobe de la plante carnivore puis lorsqu'un insecte se dépose sur cette plante ; ces récepteurs ce trouve activés et la plante ce contracte via la transmission et la propagation à travers la plante de ce qu’il on appelé "influx nerveux"!!!,ce terme m'a semblé totalement déroutant quand on sait qu’il s'agit d'une plante!
    Comme quoi on en apprend tous les jours!
    Et d’ailleurs voici deux liens qui mon parut intéressants :
    http://carnivore.skyrock.com/6563889...es-pieges.html
    http://www.phys.ens.fr/enseign/fip/s...s/forterre.pdf
    Cordialement,
    Katie.
    "On se lasse de tout,excepté d'apprendre."-Virgile.

  13. #10
    kamor

    Re : neurobiologie végétale

    Notre jambe peut bouger d'elle même si on tape au bon endroit sur le genou (raison pour laquelle les médecins nous tapent dessus à grands coups de massue ). Ce n'est pas un mouvement intelligent de la part de notre jambe, c'est un réflexe, noir_écaille.
    C'est vrai que c'est perturbant, cet influx nerveux des plantes, mais c'est le seul système assez rapide pour attraper un insecte volant pour la plante, une transmission de molécules seraient trop lentes pour que l'insecte ne réagisse pas.
    Le fait que les plantes continuent à réagir à un stress passé ne me surprend pas outre mesure. Réorienter la direction vers laquelle la plante pousse ne doit pas se faire simplement, cela doit impliquer une cascade assez complexe de protéines. Il faut du temps donc pour mettre cela en place. Ce délai est donc une phase de latence, le temps que la plante mette en place les mécanismes de combattre ce stress

  14. #11
    noir_ecaille

    Re : neurobiologie végétale

    Merci à Katie20012, c'est vrai que j'en oubliais presque la dionée

    Donc s'il y a influx nerveux, on peut avoir un mouvement actif (et surtout rapide). Reste à comprendre les mécanismes fins, en cours d'étude je suppose.


    Kamor >

    Même s'il sagit de réflexe musculaire au niveau de l'articulation du genou, ces réflexes dépendent de potentiels d'action. Chez l'animal, je ne connais que quelques types cellulaires capables d'en générer ou d'en transmettre :
    - neurones,
    - récepteurs sensitifs (ex : cônes de la rétine),
    - cardiomyocytes et un tissu ultra conducteur de l'influx cardiaque électrique (dont j'ai oublié le nom).

    Pour moi, réflexe du genou tapé = présence d'un influx nerveux (donc de neurones).

    Neurones que ne possèdent pas les plantes à ma connaissance. Mais peut-être ont-elles un type cellulaire qui en tient lieu localement. Pas de vrais neurones avec dendrites et tutti quanti, mais des cellules à P.A. qui auraient des caractéristiques chimiques et une (proto)organisation similaires.


    Ce serait intéressant d'en savoir plus

  15. #12
    Katie20012

    Re : neurobiologie végétale

    Je vous en prie, c'est très intéressant comme sujet, si vous en savez plus je suis preneuse.
    Cordialement,
    Katie.
    "On se lasse de tout,excepté d'apprendre."-Virgile.

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  17. #13
    Aqualung

    Re : neurobiologie végétale

    Citation Envoyé par kamor Voir le message
    Je suppose que par sommeil, vous entendez une période dans l'obsucrité? On peut imaginer que les différents constituants de la photosynthèse ont besoin d'une période de repos. Ce sont la plupart du temps des cycles d'oxydation/ désoxydation, je suppose qu'à force ces composants sont moins utilisables ou même sont détruits. La plante peut donc mettre à contribution ces périodes de "calme photosynthétique" pour régénérer cette chaine (hypothèse personnelle, je n'ai aucune donnée sur ce genre de mécanismes).
    Ca pourrait aussi avoir un rapport avec l'inactivation des radicaux libres, mais ceux ci sont à ma connaissance surtout du à la respiration.
    Je confirme ton hypothèse, le stress oxydatifs des plantes dut à la luminosité peut être quantifié et suivi car la plante évacue le stress par fluorescence...
    Comme tu l'as bien signalé, il ne s'agit pas de "sommeil" mais d'absence d'activité photosynthétique. Le fonctionnement à temps plein de la photosynthèse entraine une production de chaleur excessive (comme cela se passerait pour un découplage des mitochondries par exemple) et donc, à terme, des problèmes de croissance.

    Concernant les "mouvements" appelés "nasties", il s'agit de mécanisme bien connu du à la reconnaissance de certaines intensités lumineuses par des récepteurs spécifiques. En fonction du récepteur activé, la plante s'orientera ou non dans la direction voulue.

    Les mécanismes chez les plantes sont inconscients, ils résultent de mécanismes cellulaires et moléculaires sélectionnés au cours du temps il ne s'agit en aucun cas d'une conscience. Il faut évidement se méfier du réflexe anthropomorphique.

    Je terminerai par ceci : Vous parlez de réactions intelligentes, mais comment définiriez vous l'intelligence d'un organisme?

  18. #14
    Alhec

    Re : neurobiologie végétale

    Citation Envoyé par LXR Voir le message
    Ce n'est pas parce-que les phénomènes observés semblent faire appel à une intelligence qu'ils le font nécessairement. Les mécanismes biologiques sont automatisés. Un stimuli induit une réponse souvent complexe au niveau moléculaire. Cette complexité permet une étendue énorme de possibilités d'agir qu'a le vivant.

    Un exemple : Dictyostelium discoïdeum (je ne suis pas sûr que cela s'écrive comme ça ). Cet unicellulaire se déplace vers une source d'AMPc par reptation. Comment un unicellulaire peut-il se déplacer vers une molécule d'une façon qui pourrait paraitre "volontaire" au premier abord? Cela s'explique par le gradient d'AMPc (plus on est proche de la source d'AMPc, plus sa concentration augmente) qui induit l'allongement de lamellipodes à l'avant tandis que l'arrière du Dictyostelium se rétracte, il y a donc une polarisation cellulaire qui permet à DD de migrer de façon focalisée et organisée vers l'AMPc.
    Il n'y a aucune intelligence derrière, juste un comportement conditionné par des mécanismes moléculaires sophistiqués.

    Greg
    Tout à fait d'accord, mais cela dit, que savons-nous de l'intelligence humaine? Ne serait-elle pas aussi le résultat de mécanismes moléculaires sophistiqués?... Je n'ai pas dit que je défendais cette thèse (en fait, je serais bien en peine de définir l'intelligence), mais disons que l'emploi du terme intelligence pour un unicellulaire ne me choque pas plus que ça, du moment qu'on sait de quoi on parle Mais c'est vrai que cela ouvre peut-être la porte à une forme de relativisime peut-être mal venue.

    Désolé pour le HS

  19. #15
    noir_ecaille

    Re : neurobiologie végétale

    Évitons de nous perdre.

    On va simplement éviter de parler d'intelligence, pour cause de manque de précision du terme ou de ce qu'il qualifie du moins, et nous restreindre à la pertinence -- un terme moins bluffant mais qui prêtera moins à confusion, querelle et hors sujet.

    Cela posé, revenons à nos moutons.


    Je repars sur les nasties, ces mouvements dus à une réponse "passive" de la plante, comment est traitée l'information ?
    S'agit-il d'un mécanisme d'autocontôle négatif ou positif (afflux d'eau dans les cellules, évaporation...) ? d'un potentiel d'action ? d'une production d'hormone activée par la lumière ?

    Hormis les mouvements liés au cycle jour-nuit, comment s'explique ou comment s'active l'orientation de la plante durant sa croissance ?

    Puis comme on en a parlé, d'où viennent et où vont les potentiels d'action produits chez la dionée ?
    S'agit-il de cellules spécialisées dans la transmission et le traitement des PA ou est-ce plus exotique ?

    Est-ce qu'on connais d'autres cas, curieux ou "normaux", de mouvement chez les plantes ?

  20. #16
    Cendres

    Re : neurobiologie végétale

    Citation Envoyé par noir_ecaille Voir le message
    Puis comme on en a parlé, d'où viennent et où vont les potentiels d'action produits chez la dionée ?
    Bien que ça ne soit pas une bible de rigueur, tu peux avoir une idée ici: http://fr.wikipedia.org/wiki/Dionée_attrape-mouche
    N'a de convictions que celui qui n'a rien approfondi (Cioran)

  21. #17
    noir_ecaille

    Re : neurobiologie végétale

    Merci pour le lien. Bien que je ne plébiscite pas Wikipédia non plus, force est d'apprécier les infos de cette page. J'en sais maintenant beaucoup plus long sur la capture par une dionée

    Reste le cas non élucidé de la "plante qui danse"... Quelqu'un saura-t-il nous éclairer ?

  22. #18
    Goodness-Gracious

    Re : Neurobiologie végétale

    Il y a eu une excellente émission vendredi soir (23/09) sur Arte qui m'a donné l'idée de chercher "neurobiologie végétale" sur Google ... et je me retrouve ici !

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  24. #19
    Hellbly

    Re : Neurobiologie végétale

    Bonjour, ce sujet est pour moi aussi tout à fait passionnant !
    Pour ceux que ça intéresse, voici un pdf en anglais qui traite notamment des mécanismes physiologiques sous-jacents aux nasties de Desmodium Gyrans.
    Je viens de me procurer quelques graines, pour voir de mes propres yeux ces célèbres mouvements qui me fascinent.

    PDF

    Cordialement,
    Raph

  25. #20
    Aqualung

    Re : neurobiologie végétale

    Citation Envoyé par noir_ecaille Voir le message
    Je repars sur les nasties, ces mouvements dus à une réponse "passive" de la plante, comment est traitée l'information ?
    S'agit-il d'un mécanisme d'autocontôle négatif ou positif (afflux d'eau dans les cellules, évaporation...) ? d'un potentiel d'action ? d'une production d'hormone activée par la lumière ?

    Hormis les mouvements liés au cycle jour-nuit, comment s'explique ou comment s'active l'orientation de la plante durant sa croissance ?
    Je ne connais pas bien les dionées ou autres, j'aurais tendance à penser qu'il s'agit de cas particulier plus impressionnants.

    Sinon pour la réponse à la lumière, la plante est pourvue d'un grand nombre de photorécepteurs. Ces photorécepteurs sont spécifiques de certains longueurs d'ondes (bleu, rouge clair, rouge foncé...) La plante aura des mécanismes différents en fonction des types de récepteurs activés. Si un coté de la plante reçoit plus de rouge foncé, elle associe le phénomène à de l'ombre, elle va donc orienter sa croissance du coté opposé. Pour ce faire, les cellules vont produire de l'auxine (une hormone responsable de l'élongation), l'auxine va allonger les cellules du coté à l'ombre en entrainera une courbure de la plante (ce mécanisme fait intervenir des relocalisation des transporteurs d'auxines (les PIN)). L'auxine permet l'allongement des cellules en jouant notamment sur la flexibilité des parois végétales. Dans tous les cas, la communication de cellule à cellule chez les plantes reste de nature chimique, les hormones servent de messager mais il peut aussi s'agir de protéines ou d'ARN transportées de cellules à cellules (via les plasmodesmes) ou transportées par la vasculature

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