Les scientifiques ont résolu l'énigme qui explique pourquoi les plantes poussent plus haut lorsque la température ambiante est plus élevée.

La raison pour laquelle les plantes grandissent en réponse aux températures chaudes est de maintenir un bon équilibre du carbone dans leurs organes et non d'éviter un "coup de chaleur". C'est du moins l'hypothèse d'un travail publié dans la revue académique The New Phytologist qui a été réalisé par des scientifiques argentins.

Jusqu'à présent, on croyait que la croissance en hauteur des plantes avait pour but de s'éloigner de la chaleur extrême du sol pour protéger les tissus sensibles clés de leur développement et aussi de les exposer à une plus grande circulation d'air afin d'assurer une plus grande ventilation et refroidissement. .

En analysant la température à l'échelle mondiale et les modèles de croissance des tiges, « notre travail rejette cette hypothèse. Les plantes grandissent en réponse aux températures chaudes, non pas pour éviter les coups de chaleur, mais pour accéder à plus de lumière et maintenir un équilibre adéquat entre le carbone que les feuilles fixent et qu'elles libèrent », a expliqué Jorge Casal, chercheur à l'Institut de physiologie. Recherches Écologiques Liées à l'Agriculture (IFEVA) et responsable du laboratoire de Physiologie Moléculaire Végétale de la Fondation de l'Institut Leloir (FIL).

Le docteur en biologie et ingénieur agronome précise que « si dans un contexte de réchauffement climatique on ne comprend pas quelles sont les fonctions des réponses que les plantes présentent aux variations de température, on ne sera pas en mesure de développer des cultures adaptables au changement climatique, un objectif crucial pour garantir la sécurité alimentaire mondiale ».

Casal et son équipe ont mené des expériences en chambres de croissance et sur le terrain avec des plantes d'origine géographique différente d'Arabidopsis, un modèle végétal qui partage des gènes avec les principales cultures. À l'aide de populations de cette espèce, ils ont comparé les réponses de croissance aux températures chaudes et à la présence d'ombrage par les plantes voisines. "Étonnamment, les populations qui ont le plus réagi aux températures chaudes étaient celles qui ont également réagi plus fortement à l'ombrage", a déclaré Casal, chercheur principal au CONICET et à l'IFEVA, qui dépend du CONICET et de la Faculté d'agronomie de l'UBA.

Les scientifiques savent que la plus forte croissance des tiges à l'ombre a pour fonction d'atteindre la lumière. Le fait que les réponses aux températures chaudes dépendent des populations génétiques de la même manière que les réponses à l'ombrage suggère qu'elles ont toutes deux le même objectif : atteindre la lumière. Les analyses génomiques et moléculaires ont renforcé l'idée d'un contrôle génétique partagé de la réponse aux deux signaux de l'environnement.

Mais pourquoi les réponses de croissance aux températures chaudes partageraient-elles avec les réponses à l'ombrage le rôle de l'amélioration de l'accès à la lumière ? "Nous nous sommes posé cette question, et pour l'étudier, nous avons utilisé des instruments qui mesurent l'équilibre entre le dioxyde de carbone que les plantes gagnent et ce qu'elles perdent", a déclaré Casal.

Dans des conditions ombragées, il y a peu de lumière pour la photosynthèse (un processus qui fixe le carbone de l'air). « Si cela est combiné avec des températures élevées, quel est le problème ? La température élevée complique la capacité de photosynthèse et pire encore, elle accélère la respiration qui libère du carbone », a expliqué Casal.

Et il a poursuivi : « Dans ce scénario, pour maintenir des niveaux de carbone appropriés, un équilibre approprié entre ce qu'elle capte et ce qu'elle libère, la plante pousse, allongeant sa tige pour éviter l'ombre afin d'accéder à plus de lumière et ainsi augmenter ses niveaux de photosynthèse. . De cette façon, il compense la perte de carbone qui déclenche un taux de respiration élevé dû à l'augmentation de la température ».

« Si nous savons pourquoi et pour quoi une plante répond à certains stimuli, nous serons en mesure de développer une agriculture durable et adaptable au changement climatique », a déclaré Casal. Et il a conclu : « Si l'on part du postulat erroné que la croissance en hauteur de la plante exposée à des températures chaudes est destinée à éviter les coups de chaleur, alors on pensera que des cultures plus hautes devraient être développées. Mais si l'on sait que le but de ces réponses est de maintenir un équilibre des niveaux de carbone endogène, il va falloir réfléchir au développement de cultures dans lesquelles la lumière pénètre mieux pour garantir des taux de photosynthèse adéquats ».

L'étude comprenait également Sofía Romero-Montepaone (premier auteur) et Romina Sellaro, de l'IFEVA, Marcelo Yanovsky, Carlos Esteban Hernando, Cecilia Costigliolo-Rojas et Luciana Bianchimano, de la FIL et du CONICET, ainsi qu'Edmundo Ploschuk, de la Chaire de recherche industrielle Cultures de la Faculté d'Agronomie de l'UBA. (Source : Agence CyTA-Leloir).