Selon la botanique, la germination des plantes est un processus purement mécanique, entièrement motivé par des stimuli externes. Ainsi, la semence végétale elle-même n’aurait pas son mot à dire. Cependant, une recherche menée par des scientifiques de l’université de Birmingham change radicalement cette idée.

Les chercheurs ont découvert que les plantes elles-mêmes déterminent quand germer, en prenant une décision à travers l’interaction de deux groupes de cellules faisant office de “cerveau”.

Les scientifiques, dirigés par George Bassel, ont découvert deux types de cellules qui fonctionnent de concert dans les embryons d’une plante appelée Arabidopsis ou Arabette des dames (un peu la souris blanche des plantes dans la recherche). Un groupe de cellules favorise la dormance des graines, tandis que l’autre entraîne la germination.

L’équipe de Bassel a découvert que les deux groupes fonctionnent collectivement comme un centre de prise de décision en déplaçant des hormones de l’un à l’autre.

En utilisant une variété génétiquement modifiée d’Arabettes des dames qui amplifiait la signalisation chimique, les chercheurs ont constaté que les deux hormones d’échange entre les deux groupes de cellules ont effectivement conduit à la décision de savoir quand déclencher la germination.

Une reconstruction numérique d’un embryon végétal présentant l’emplacement des groupes de cellules impliqués dans la prise de décision. (George Bassel et Col./ Université de Birmingham/ PNAS)



L’interaction entre les cellules a permis un plus grand contrôle du moment de la germination, en veillant à ce que le processus ne commence pas trop tôt, lorsque le froid peut encore tuer la jeune plante, ou trop tard, lorsque des niveaux plus élevés de concurrence pourraient la laisser mourir de faim.

Selon Bassel :

Notre travail révèle une séparation cruciale entre les composants d’un centre décisionnel de la plante. Dans le cerveau humain, on pense que cette séparation introduit un délai, atténuant les signaux parasites de l’environnement et augmentant la précision avec laquelle nous prenons des décisions. La séparation de ces parties dans le cerveau de la graine semble également être au cœur de la façon dont elle fonctionne.

Le coauteur Iain Johnston compare ce processus décisionnel au fait de décider s’il faut ou non d’aller au cinéma :

La séparation des éléments du circuit permet une palette plus large de réponses aux stimuli environnementaux. C’est comme la différence entre lire la critique d’un film à quatre reprises ou de fusionner quatre critiques différentes avant de décider d’aller au cinéma.

L’étude publiée dans The Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) : Temperature variability is integrated by a spatially embedded decision-making center to break dormancy in Arabidopsis seeds.