La plante carnivore Dionée attrape-mouche est célèbre pour sa capacité inhabituelle à attraper et à digérer les insectes et autres petits animaux. Et bien qu’elle n’ait pas de cerveau ou de système nerveux, son comportement est étonnamment intelligent.

Cette plante possède de minuscules poils qui tapissent sa bouche et qui agissent comme des capteurs de mouvement, détectant quand un insecte en difficulté est propice à la capture afin qu’elle puisse fermer ses mâchoires et accélérer sa digestion. Mais si des gouttes de pluie ou d’autres fausses alertes déclenchent les poils, le piège reste ouvert, ce qui permet de conserver de l’énergie.

Action des poils sensoriels de la dionée. (Institute for Basic Biology d’Okazaki)

Cette remarquable capacité est due à la mémoire à court terme de la plante. De précédentes recherches ont montré que les Dionées attrape-mouches peuvent effectivement « compter » jusqu’à 5. Par exemple, deux contacts sur les poils dans une plage de 20 secondes provoquent la fermeture du piège, tandis que cinq contacts stimulent la production d’enzymes digestives.

Jusqu’à présent, la manière dont la plante enregistre ces contacts reste un mystère, mais une nouvelle étude publiée cette semaine (lien plus bas) pourrait apporter un éclaircissement.

Selon des chercheurs de l’Institut national de biologie fondamentale d’Ozaki, au Japon, les dionées attrape-mouches doivent leur mémoire à court terme à la présence de calcium. C’est une hypothèse qui avait été suggérée auparavant, mais ce n’est que maintenant que le rôle du calcium a été confirmé grâce au génie génétique.

Les dionée attrape-mouches ont été modifiées génétiquement pour produire une protéine fluorescente qui brille en vert lorsqu’elle est exposée au calcium. Lorsque les poils sensoriels des plantes ont été doucement stimulés, la base des poils a commencé à briller. La lueur s’est rapidement répandue sur toute la feuille avant de commencer à s’éteindre. Lorsque les poils ont été touchés une seconde fois en 30 secondes environ, les feuilles se sont éclairées encore plus. De plus, le piège s’est rapidement refermé, comme vous pourrez le voir dans la vidéo ci-dessous :

Ces expériences montrent que la courte mémoire du piège à mouches dépend des niveaux de calcium dans les feuilles de la plante. Lorsque la concentration en calcium dans les cellules atteint un certain seuil, le piège se referme.

Visualisation des changements de la concentration intracellulaire en calcium du piège à mouches. (NIBB)

Selon Hiraku Suda, le premier auteur de l’étude :

J’ai essayé tant d’expériences pendant deux ans et demi, mais toutes ont échoué. La Dionée attrape-mouche fut un système tellement attrayant que je n’ai pas abandonné. J’ai finalement remarqué que l’ADN étranger intégré avec une grande efficacité dans le piège à mouches se développait dans l’obscurité. C’était un petit indice, mais indispensable.

À l’avenir, les chercheurs japonais veulent utiliser la même méthode pour étudier d’autres aspects du comportement de la Dionée attrape-mouche, comme la capture des proies et la digestion.

Selon Mitsuyasu Hasebe de l’Institut national (Japon) de biologie fondamentale :

C’est le premier pas vers la révélation de l’évolution du mouvement et de l’aspect carnivore des plantes, ainsi que des mécanismes sous-jacents. De nombreuses plantes et animaux présentent des particularités biologiques intéressantes, mais inexplorées.

L’étude publiée dans Nature Plants : Calcium dynamics during trap closure visualized in transgenic Venus flytrap et présentée sur le site de la National Institute for Basic Biology d’Okazaki : Memory of the Venus flytrap.