La mémoire des plantes

Dans son dernier ouvrage (Brilliant Green, Michael POLLAN, 2015), Stefano MANCUSO précise « Les études les plus récentes du monde végétal ont démontré que les plantes sont sensibles (et donc sont douées de sens), qu’elles communiquent (entre elles et avec les animaux), dorment, se souviennent et peuvent même manipuler d’autres espèces. Elles peuvent être décrites comme intelligentes ».

Le spécialiste en signalisation et comportement des plantes rajoute également « Les plantes n’ont pas de neurones ou de cerveau, c’est un fait, mais cela ne signifie en aucun cas qu’elles sont incapables de calcul, d’apprentissage, de mémoire ou même de sensibilité. On ne peut qualifier que d’intelligents des comportements aussi sophistiqués ».

La capacité de mémorisation fait ainsi partie intégrante de l’intelligence des plantes dont les différents spécialistes dessinent les contours.

Phénomènes de mémorisation (capacité d’apprentissage)

Qu’entend-on par mémoire ? Selon Michel THELLIER, professeur émérite à l’Université de Rouen, c’est la « possibilité qu’un signal soit stocké pendant un certain temps et que, dans certaines expériences, on puisse le rappeler à l’aide d’un autre signal ».

Les feuilles de la sensitive (Mimosa pudica L.) se replient instantanément lorsqu’on les touche ou lorsque la plante en pot est soulevée brusquement. En revanche, si la manipulation du pot est renouvelée à plusieurs reprises, la réponse foliaire diminue progressivement pour disparaître bien que la plante continue à refermer ses feuilles lorsqu’on les touche. Le mimosa a ainsi mis en mémoire qu’être soulevé n’est pas dangereux. Il a été établi que la sensitive retient l’information environ 40 jours Gagliano 2014.

Lorsqu’un coup de vent plie les branches du peuplier tremble (Populus tremula L.), un gène, jusqu’alors inactif, s’exprime après 30 min en réaction au stress produit. Lorsque le vent plie à nouveau les branches plusieurs jours de suite, le gène cesse de s’exprimer pendant presqu’une semaine. L’arbre a donc enregistré que l’effet du vent ne menace en rien sa survie. Il s’agit d’un phénomène d’habituation Martin 2010.

La mémorisation végétale, contrairement à la nôtre, n’est pas celle des faits, telle une stimulation environnementale (coup de froid, piqûre d’insecte), mais celle du type de réaction à adopter (production de tanins, repliement des feuilles…).

Frantisek BALUSKA de l’Université de Bonn (Allemagne), co-fondateur avec S. MANCUSO de la Society of Plants Signaling and Behaviour (Société de la signalisation et du comportement des plantes), souligne « ce qui est important, c’est que la plupart des molécules responsables de la communication et des activités neuronales dans le cerveau humain sont aussi présentes chez les plantes, avec des fonctionnements très similaires. Le processus est très proche et implique d’une certaine manière que les plantes ont aussi des processus d’information, de mémoire, de décision, de résolution de problèmes ».

Francis HALLÉ prévient comme pour une mise en garde aux jardiniers qu’il ne s’agit pas d’une « mémoire ou d’un apprentissage comparable au nôtre. Une plante que vous n’arrosez que rarement, par exemple, aura l’habitude de vivre au sec, elle s’en "souvient". Par contre, si vous l’arrosez beaucoup, eh bien, le jour où vous ne l’arrosez plus, elle meurt. Car la plante dépend aussi de ce qui lui est arrivé dans les épisodes antérieurs ».

Cette mémoire est généralement activée avec l’expression d’un gène jusqu’alors inactif. « Les gènes peuvent être modifiés chimiquement par des facteurs environnementaux tels que le stress, et ces modifications épigénétiques peuvent dans certains cas être transmises à la génération suivante. Cette sensibilité du génome est surprenante et nous commençons à peine à explorer la portée du contrôle épigénétique du développement de la plante » explique Lincoln Taiz, professeur émérite à l’Université de Californie.

Où se trouve le « cerveau des plantes » ?

S. MANCUSO fait observer que « les plantes sont capables de produire et d’émettre des signaux électriques sur toutes les cellules de leur corps. De ce point de vue, il y a une sorte de cerveau diffus, alors que chez les animaux tout est concentré dans un seul organe ».

Toutefois, à l’instar de Charles DARWIN qui comparait en 1880 dans son ouvrage « La faculté motrice dans les plantes » l’action des racines à celle du cerveau animal, les partisans de la neurobiologie ont souvent concentré leurs recherches sur les racines Baluska 2009.

Les auteurs privilégient en effet le système racinaire, lieu d’une activité électrique (influx électriques) et chimique importante et, plus précisément, une zone longue d’un à quelques millimètres seulement, à la pointe de chaque radicelle appelée « zone de transition » Baluska 2004. Fortes d’« une très grande sensibilité aux stimuli environnementaux » Baluska 2013, c’est là dans les apex des racines que se ferait l’intégration des multiples informations reçues. C. DARWIN n’écrivait-il pas que « la pointe d’une radicelle agit comme le cerveau des animaux inférieurs ». Les centres intégrateurs de toutes les racines étant interconnectés (car toutes les racines convergent), ils fonctionnent en réseau. Même s’ils sont rudimentaires et de petite taille, leur nombre (des millions) leur permettrait d’agir comme un cerveau décentralisé.

Face au scepticisme d’une partie de la communauté scientifique, les tenants de la neurobiologie végétale répondent en référence à une situation qui s’est produite il y a près de cent ans : « C’est une question de temps. Lorsque les biologistes du végétal ont parlé d’hormones ; le fait que les plantes ont des hormones, impensable alors, est admis aujourd’hui ».

Un documentaire diffusé en 2012 sur ARTE (52 min) « L’esprit des plantes » constitue un beau prolongement.

 Didier GUÉDON, Expert au Comité français de la Pharmacopée

Bibliographie :
Alpi A, Amrhein N, Bertl A, Blatt MR, Blumwald E, Cervone F et al. Plant neurobiology: no brain, no gain? Trends Plant Sci 2007;12:135-6.
Baluska F, Mancuso S, Volkmann D, Barlow P. Root apices as plant command centers: the unique “brain-like” status of the root apex transition zone. Biologia, Bratislava 2004;59(suppl.):1-13.
>Baluska F, Mancuso S, Volkmann D, Barlow P. The "root-brain" hypopthesis of Charles and Francis Darwin. Plant Signal Behav 2009;4:1121-7.
Baluska F, Mancuso S. Root apex zone as oscillatory zone. Front Plant Sci 2013;4:e354.
Gagliano M, Renton M, Depczynski M, Mancuso S. Experience teaches plants to learn faster and forget slower in environments where it matters. Oecologia 2014;175:63-72.
Martin L, Leblanc-Fournier N, Julien JL, Moulia B, Coutand C. Acclimation kinetics of physiological and molecular responses of plants to multiple mechanical loadings. J Exp Bot 2010;61:2403-12.