Ours polaires dans le désert

Cependant, de nombreuses espèces de plantes ont développé des moyens de faire face aux températures plus élevées. «Contrairement aux animaux, de nombreuses plantes peuvent adapter leur forme corporelle en réponse à la chaleur et à d'autres facteurs environnementaux», déclare le chercheur Martijn van Zanten, affilié à l'Université d'Utrecht et qui a contribué aux deux publications. «Les animaux sont une histoire complètement différente. En termes simples, si vous placez un ours polaire dans le désert, il ressemblera toujours à un ours polaire dans un épais manteau de fourrure. Mais si une plante pousse dans des conditions plus chaudes, elle adaptera sa forme corporelle en conséquence. De cette manière, l'usine essaie de fonctionner de manière optimale dans ces conditions moins favorables ».

De la forme compacte à la forme ouverte

De nombreuses espèces de plantes peuvent adapter la forme de leurs tiges et de leurs feuilles pour les rendre plus résistantes aux températures élevées. Ceci est également vrai pour le thale de cresson (Arabidopsis thaliana), considéré par de nombreux biologistes végétaux comme leur modèle végétal préféré. Par temps froid, ces plantes sont compactes et ont leurs feuilles collées au sol. Lorsque les températures montent, ils adoptent une posture plus ouverte. Les feuilles, par exemple, deviennent plus droites. Cela réduit considérablement le rayonnement direct du soleil. De plus, les tiges des feuilles s'étireront, ce qui permettra à plus de vent de passer à travers les feuilles et de dissiper la chaleur.

Étirements désirés et non désirés

Cependant, dans les cultures et les fleurs (coupées), ce type d'étirement est souvent indésirable. Les producteurs veulent contrôler ces changements, car l'étirement peut affecter la qualité du produit. «Mais en même temps, une adaptation est nécessaire pour que les cultures soient plus résistantes aux températures élevées dérivées du changement climatique. Cela est nécessaire pour maintenir la production à long terme », déclare Van Zanten.

Rendre les plantes plus tolérantes aux intempéries

« De nombreuses cultures ont perdu leur capacité à bien réagir à des températures plus élevées », explique Van Zanten. "Dans plusieurs cultures, il a disparu au cours du processus de domestication et de sélection, les sélectionneurs se concentrant principalement sur d'autres caractères."

Avec le changement climatique qui augmente les températures, Van Zanten affirme qu'il existe un besoin croissant de rendre les plantes plus tolérantes au climat. « Cela nécessite de connaître la manière dont les plantes font face à des températures plus élevées. Comment convertissent-ils les signaux de température qu’ils reçoivent en adaptations de croissance ? L'étude des mécanismes moléculaires par lesquels les plantes s'adaptent à des températures sous-optimales permet aux outils d'ajuster l'architecture des cultures grâce à la sélection."

Le mécanisme moléculaire active la posture thermique.

Les plants de cresson qui ne sont plus adaptés aux températures plus élevées peuvent retrouver cette capacité lorsqu'ils sont exposés à certains produits chimiques. Cela a été découvert par une équipe de recherche internationale dirigée par Van Zanten. L’équipe a testé un grand nombre de substances sur un cresson mutant qui ne s’adapte plus aux températures élevées. Ils ont découvert une molécule capable d'« activer » l'adaptation aux températures élevées chez les jeunes plantes, même à basse température.

Les chercheurs appellent ce composé « Heatin ». En modifiant chimiquement la molécule puis en étudiant quelles protéines peuvent se lier au chauffage, ils ont découvert un groupe de protéines appelées nitrilases. On sait que le sous-groupe identifié se trouve uniquement dans les choux et les espèces apparentées, y compris le cresson.

En collaboration avec une entreprise de sélection végétale, les biologistes ont découvert que les espèces de choux réagissent effectivement au réchauffement. Ils ont également constaté que les nitrilases sont nécessaires pour s'adapter aux températures élevées, probablement parce qu'elles permettent la production de l'hormone de croissance auxine bien connue. Les chercheurs ont publié cette découverte dans Le journal des plantes .

Nouvelle façon de s'adapter aux températures élevées

La publication des résultats de Heatin coïncide avec une autre publication, aujourd'hui dans Nature Communications. Cette recherche a été menée par des scientifiques de l'institut VIB en Belgique, avec Van Zanten également impliqué. L'équipe a découvert une protéine jusqu'alors non décrite qui régule la façon dont les plantes s'adaptent à un environnement plus chaud. La protéine a été nommée MAP4K4 / TOT3, avec TOT représentant la température cible.

Étonnamment, le processus piloté par TOT3 est largement indépendant de toutes les autres voies de signalisation que les biologistes ont jusqu'à présent liées à l'adaptation thermique des plantes. De plus, les adaptations de TOT3 ne semblent pas dépendre de la quantité et de la composition de la lumière qui illumine une plante.

Van Zanten: «Il y a un grand chevauchement dans les mécanismes moléculaires par lesquels les plantes adaptent leur croissance à la composition des changements de lumière et des températures élevées. Avec TOT3, nous avons maintenant un facteur à portée de main avec lequel nous pouvons contrôler la croissance à des températures élevées, sans interférer avec la façon dont la plante gère la lumière. "