Les êtres vivants communiquent  : comment et pourquoi ?

Exercice - Deux exemples de communication chez les plantes

Exemple 1 - L'armoise tridentée

Cet arbrisseau robuste, gris-argenté à fleurs jaunes, est typique des paysages arides d'Amérique du Nord.

Les feuilles, spécialement lorsqu'elles sont humides, dégagent une forte odeur âcre. Cette odeur ainsi que le goût amer des feuilles semble décourager les herbivores de la brouter.

Des chercheurs ont remarqué que les feuilles dégageaient des substances volatiles lorsqu'elles étaient agressées par les herbivores (comme des chenilles)  : ils se sont demandés si les plantes pouvaient "communiquer" entre-elles grâce à ces substances.

Source : wikipedia (photo)

Expérience n°1
Protocole
  1. On agresse un plant d'un coup de ciseau ("clipped") ;
  2. On mesure l'effet sur un autre plant ("assay branch") ;
  3. On recommence l'expérience en faisant varier la distance entre les deux plants.
Résultats

Le graphique représente la proportion de feuilles attaquées par des herbivores en fonction de la distance entre les deux plants, agressé ("clipped") et non agressé ("unclipped").

Expérience n°2
Protocole

Dans une variante de l'expérience, on mesure l'effet sur deux plants dont l'un est situé sous le vent ("downwind assay") et l'autre face au vent ("upwind assay") du plant agressé.
Résultats

Le graphique représente la proportion de feuilles attaquées par des herbivores en fonction de l'orientation par rapport au vent des plants, agressé ("clipped") et non agressé ("unclipped").

  • downwind : sous le vent (plant agressé -> vent -> plant intact)
  • upwind : au vent (plant agressé <- vent <- plant intact)

Expérience n°3
Protocole

Une autre version de l'expérience, on place la branche agressée dans un sac hermétique ("bagged") juste après avoir donné le coup de ciseau. On compare l'effet sur une branche du même plant (2) ou d'un autre plant (4).
Résultats

On mesure alors sur les plants, agressés ("clipped") et non agressés ("control"), la proportion de feuilles attaquées par des herbivores selon la présence ("bagged") ou l'absence de sac ("air").

No. leaves damaged : nombre de feuilles agressées

Source : DAMAGE-INDUCED RESISTANCE IN SAGEBRUSH: VOLATILES ARE KEY TO INTRA- AND INTERPLANT COMMUNICATION (https://esajournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1890/0012-9658(2006)87%5B922:DRISVA%5D2.0.CO;2)

Pistes d'exploitation

  1. Indiquer, en justifiant, quelle(s) expérience(s) (1, 2 ou 3) permet(tent) de poser l'hypothèse que :
  1. Conclure en remplissant le tableau :
Espèce Émetteur Récepteur Nature du message Modification du comportement Fonction biologique

Armoise tridentée

 

 

 

 

 

Exemple 2 - Le maïs

Le maïs peut être envahi par les chenilles d'un papillon, la Pyrale, qui détruisent les récoltes en consommant les feuilles, les épis ou les tiges.

Source : https://www.syngenta.fr/cultures/mais/article-insecticide/pyrale-et-qualite-sanitaire-karate-zeon, https://fr.wikipedia.org/wiki/Pyrale_du_ma%C3%AFs

Lorsqu'un plan de maïs est infesté, il libère des molécules de défense qui limitent la propagation de la chenille ainsi que des molécules volatiles (MVIH). Des chercheurs ont réalisé une expérience pour comprendre l'effet de ces molécules MVIH.

Protocole

  1. On vaporise deux lots de plants de maïs avec des MVIH ou une molécule témoin (C).
  2. On met l'un des deux lots ("infesté") en présence de chenilles de Pyrale pendant 24 heures.
  3. On mesure l'expression du gène codant les molécules de défense.

Les résultats sont représentés dans le graphique ci-contre.

Source : lelivrescolaire (page 111)

Piste d'exploitation

  1. Remplir le tableau :
Espèce Émetteur Récepteur Nature du message Modification du comportement Fonction biologique

Maïs