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Quand les plantes se nourrissent de l’humus des sols

La vision classique de la biologie végétale nous enseigne que la quasi-totalité des plantes réalisent la photosynthèse (figure a). Leurs feuilles, tels des panneaux solaires, captent la lumière du soleil et utilisent cette énergie pour fixer le carbone du CO2 de l’air. Grâce à ce carbone, les plantes élaborent des chaînes carbonées, c’est-à-dire des molécules organiques constitutives de tout être vivant. Ces molécules organiques sont ensuite redistribuées dans le reste de la plante, notamment dans les racines. On dit que ces végétaux sont « autotrophes », c’est-à-dire qu’ils sont autonomes dans leur nutrition (du grec auto- : soi-même, -trophe : nourriture) car ils élaborent leur matière organique à partir de matière minérale. Au contraire, les animaux et les champignons par exemple sont hétérotrophes (du grec hétéro- : autre, -trophe : nourriture), c’est-à-dire qu’ils élaborent leur propre matière organique en absorbant de la matière organique existante.

figure a

Mais cette séparation entre organisme hétérotrophe et autotrophe, entre l’organisme photosynthétique et celui qui ne l’est pas est-elle si simple ? Ver de Terre Production mène son enquête !

Intéressons-nous d’abord à la plante et aux cellules qui la constituent (figure b). À l’origine, les premières cellules végétales sont des cellules eucaryotes qui établissent une symbiose avec des chloroplastes. Avant cette symbiose les deux étaient autonomes. Notamment les cellules eucaryotes qui sont des cellules ayant toutes les fonctions hétérotrophes nécessaires à leur survie. D’ailleurs, dans la plupart des plantes, de nombreuses parties sont non-chlorophylliennes, comme les racines qui vivent grâce à aux produits de la photosynthèse provenant des parties chlorophylliennes de la plante. Les cellules racinaires sont donc hétérotrophes et se nourrissent de molécules organiques qu’elles trouvent dans le milieu extracellulaire comme la sève. On peut se demander si une cellule racinaire pourrait absorber des molécules organiques par les mêmes processus que ceux mis en œuvre par une cellule hétérotrophe animale par exemple ?

figure b

 

Revenons aux plantes cultivées. Depuis la révolution verte, les agriculteurs appliquent des produits phytosanitaires sur les cultures. Ces produits sont des molécules organiques de synthèse, que les plantes absorbent par les racines ou par les feuilles, selon le type de produit appliqué. Si les plantes sont capables d’absorber des molécules organiques de synthèse, pourquoi ne pourraient-elles pas absorber des molécules organiques naturelles ?
Plusieurs éléments nous confirment déjà que l’hypothèse d’une hétérotrophie de la plante est vraisemblable (figure a). Les cellules de l’épiderme des racines absorbent des molécules organiques de faible poids moléculaire présentes dans la solution du sol. On cherche à présent à savoir si ces mêmes cellules pourraient absorber des molécules organiques de poids moléculaire élevé, voire des micro-organismes, par des mécanismes plus complexes (endocytose). On sait que d’autres types de cellules racinaires réalisent ce mécanisme d’endocytose. Enfin, dans le cas des racines mycorhizées, on a pu observer dans certains cas précis une inversion des flux de matières, ou tout du moins un flux remontant de molécules organiques des champignons vers la plante…

Les sources de nutrition de la plante sont donc probablement beaucoup plus diversifiées et complexes que ce que l’on pense. Cela lui donnerait plus de résilience et de plus grandes capacités d’adaptation. En termes de production agricole, une plante poussant dans un sol avec des taux de matières organiques très élevés et des champs mycorhiziens omniprésents pourrait effectivement exploiter ces différentes sources de nutrition et donc mieux se développer.

Affaire à suivre…

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