Qu'il s'agisse de faire pousser des feuilles plus petites ou de changer de forme à l'intérieur, une plante à fleurs du désert met tout en œuvre pour s'épanouir dans les conditions les plus difficiles.
Les températures estivales dans le parc national de la Vallée de la Mort dépassent fréquemment 50° Celsius (122° Fahrenheit). Durant ces pics de chaleur, la plupart des plantes du désert espèrent simplement s’accrocher à la vie. Pas le miel d'Arizona (Tidestromia oblongifolia). Il se développe en effectuant des modifications cellulaires et génétiques, notamment en modifiant la forme d'une structure microscopique qui convertit la lumière et le dioxyde de carbone en énergie, rapportent des chercheurs dans le journal du 7 novembre. Biologie actuelle.
En 1972, des chercheurs ont montré que T. oblongifolia réalise mieux son travail vital de photosynthèse à une température de torréfaction de 47°C. C'est la température de performance maximale connue la plus élevée de toutes les plantes, explique la biologiste végétale Karine Prado de l'Université d'État du Michigan à East Lansing. « Ces plantes attendent [for] le mois le plus chaud juste pour croître rapidement.
Jusqu’à présent, on savait peu de choses sur comment et pourquoi la plante semblait préférer la chaleur étouffante. Pour enquêter, Prado et ses collègues ont collecté T. oblongifolia graines de Furnace Creek dans le parc national de la Vallée de la Mort, en Californie. En laboratoire, ils les ont cultivées pendant huit semaines à 31°C, puis ont augmenté la chaleur sur certaines d'entre elles à 47°C, une température typique de juillet à Furnace Creek. Dans les deux ensembles de plantes, ils ont mesuré la croissance, les taux de photosynthèse et certaines caractéristiques génétiques et cellulaires.
En deux jours, les plantes des conditions estivales de la Vallée de la Mort ont augmenté leur taux de photosynthèse. Au cours des huit jours suivants, ils ont atteint trois fois leur taille originale.
Au microscope, les chercheurs ont repéré une adaptation frappante. Dans la plupart des plantes, la chaleur élevée endommage les centrales photosynthétiques en forme de disque appelées chloroplastes. Mais à 47°C, les chloroplastes T. oblongifolia est resté intact. De plus, les chloroplastes d'un groupe de cellules foliaires spécialisées dans la conversion du dioxyde de carbone en sucre ont pris une nouvelle forme de coupe.
Les algues ont des chloroplastes en forme de coupe. T. oblongifolia Il semble désormais unique parmi les plantes de pouvoir parfois transformer ses chloroplastes en forme de disque en coupes, explique Prado. Pourquoi cette forme aide T. oblongifolia vaincre la chaleur n'est pas clair, mais Prado soupçonne que cela pourrait aider cet arbuste à piéger le dioxyde de carbone plus efficacement.
L’équipe a observé d’autres adaptations qui sont des réponses courantes des plantes à la chaleur, notamment la croissance de feuilles plus petites avec des cellules plus petites, l’activation de gènes de réparation des dommages et la fixation d’une enzyme de photosynthèse essentielle.
Les nouveaux travaux montrent que protéger une plante contre la chaleur n'est pas aussi simple que « modifier un ou deux gènes ou protéines », explique le biologiste végétal Ive De Smet du Vlaams Instituut voor Biotechnologie de l'Université de Gand en Belgique, qui n'a pas participé à l'étude. Tous ces nombreux changements fonctionnent probablement ensemble, dit-il, pour maintenir la photosynthèse lorsqu'il fait chaud.
En raison de la hausse des températures mondiales, le risque d’une photosynthèse limitée par la chaleur menace les cultures qui nourrissent la planète. Comment T. oblongifolia bat la chaleur, Selon De Smet, cela pourrait même ouvrir la voie à des stratégies ciblées de génie génétique et de sélection pour des plantes cultivées à l’épreuve du temps.
