La science qui observe et étudie de quelles façons et en combien de manières les plantes communiquent entre elles s’appelle la Neurobiologie végétale et repose sur une observation fondamentale : les plantes ont diverses capacités de perception qui, dans bien des cas, se sont révélées même supérieures à celles des animaux. Les capacités les plus connues sont celles de parvenir à capter la lumière et l’ombre ; elles peuvent changer leur disposition apicale selon les plantes proches, parfois presque en s’enlaçant, d’autres fois en éloignant les branches. Elles peuvent saisir de subtiles différences de nutriments et de molécules présentes dans le sol, en plus de celles émises par d’autres plantes, tout comme elles peuvent percevoir les gaz émis par le sol, par les champignons ou par d’autres plantes et sont capables de créer des réactions en conséquence.
Un arbre dans une forêt établit des relations avec divers types de champignons, chacun relié à de multiples autres arbres, créant un réseau mycorhizien qui sert de transmetteur d’informations, explique Cathie Aime, professeure de mycologie à la Purdue University (programme de recherche soutenu par la National Science Foundation).
La partie la plus réceptive de la plante, dans ce cas, ce sont les racines ; lorsqu’elles rencontrent les champignons, il se produit entre les deux un échange de fragments d’ARN qui modifie l’expression génétique dans l’autre organisme.
Si le champignon est un allié, il communique un message positif que la plante reçoit et le champignon, dans son activité saprophyte, aide la plante à grandir. Si le champignon est parasite, le fragment d’ARN transmis sert à détruire les gènes de défense de la plante afin de pouvoir l’attaquer plus facilement.
Si plusieurs arbres sont reliés entre eux via un champignon, ils peuvent partager les ressources.
Le trajet du carbone d’une plante à l’autre a été retracé et l’on a pu observer comment son parcours, parti d’un vieil arbre nourricier, en passant par les réseaux fongiques, a atteint un jeune arbre, trop petit pour atteindre une source de lumière suffisante pour réaliser la photosynthèse, garantissant ainsi sa survie et sa croissance.
De nombreux champignons peuvent s’étendre et atteindre des substances nutritives, les transmettant à la plante en échange des sucres qu’elle produit grâce à la photosynthèse.
Sous terre, les plantes communiquent aussi avec les microbes : comme les champignons, ceux-ci sont attirés par les racines et s’y fixent en formant une sorte de biofilm. Les bactéries qui favorisent la croissance, par exemple, peuvent stimuler les défenses de la plante, augmentant sa résistance aux maladies.
Cependant, la recherche sur le microbiome souterrain des plantes en est encore à ses débuts, mais elle est très importante pour obtenir les informations nécessaires afin d’aider à restaurer les substances organiques dans le sol.
Dans une étude publiée dans la revue Nature Communications, les chercheurs de l’Université de Saitama au Japon ont révélé comment les plantes émettent une série de composés de signalisation en réponse aux blessures et aux attaques des herbivores. L’auteur de la recherche, le Dr Masatsugu Toyota, affirme que ces composés de signalisation, connus sous le nom de composés organiques volatils (COV), exercent de multiples effets protecteurs, comme repousser directement un danger ou attirer les ennemis naturels des herbivores pour se défendre. Les plantes intactes voisines perçoivent ces COV comme des signaux de danger pour déclencher des réponses de défense ou se préparer à répondre rapidement aux sollicitations à venir.
Les chercheurs ont pu vérifier que les communications entre les plantes déclenchent des réponses défensives dépendantes du calcium (Ca2+) contre les menaces futures.
On sait que les ions calcium jouent un rôle important dans la signalisation des réponses au stress à l’intérieur des plantes. Ce que les chercheurs ont découvert, c’est que ces signaux sont d’abord détectés par les stomates des feuilles, mettant en évidence que ces derniers servent de « nez » à la plante pour capter les signaux externes des plantes voisines. « En plus de fournir des pistes fascinantes sur le fonctionnement interne de notre monde naturel, ces résultats pourraient ouvrir la voie au développement de contrôles plus efficaces des parasites dans l’agriculture et la production alimentaire mondiale », a déclaré Toyota.
Andrea Clavijo McCorminck, responsable de la recherche à la Faculté d’agriculture et environnement de la Massey University, avec son équipe, a découvert qu’avec des microphones spéciaux conçus pour détecter les appels des chauves-souris, il est possible « d’écouter » aussi les plantes. Différentes espèces végétales, en conditions de stress, émettent des sons à un niveau ultrasonique audibles par des insectes comme les papillons de nuit et par des mammifères comme les chauves-souris et les souris. Les chercheurs ont étudié ces sons afin d’identifier de nouvelles méthodes de diagnostic.
Les plantes, en outre, peuvent reconnaître, grâce aux composés volatils comme les gaz, leurs semblables, en modifiant leur comportement envers la plante voisine. On a pu noter qu’elles reconnaissent d’une certaine manière leur propre descendance, en l’aidant à grandir, au lieu de rivaliser avec elle, affirme le Dr Mc Corminck.
Ces recherches ont d’importantes répercussions : comprendre les façons dont les plantes communiquent pourrait nous aider à mieux protéger leur Bio-Habitat sur une planète en forte évolution à cause des changements climatiques ; cela nous aiderait à mieux les intégrer entre elles en optimisant les surfaces cultivées pour faire face à la demande croissante de nourriture.
Tout cela, sur le plan éthique, nous place face à une nouvelle conscience de la nature des plantes et de leur capacité à interagir entre elles et avec nous, les humains.