L'horloge des plantes régulée par un pigment sensible à la lumière (épisode3)

Publié le 14 Avril 2018

La pulmonaire est une plante d'ombre

1/ La lumière activatrice de la germination et de la croissance des plantes:

Des observations curieuses sur la germination des graines et la mise à fleurs ont
stimulé la curiosité de deux chercheurs Borthwick et Hendricks.

Chez beaucoup de plantes, lorsque les graines sont mises à germer à l'obscurité,
les jeunes semis possèdent de longues tiges grêles et des feuilles jaunes ; le mot
étiolement est utilisé pour qualifier cet état.

Des semis aussi maladifs exposés pendant quelques minutes à la lumière du soleil se transforment d'une manière surprenante, même s'ils sont remis à l'obscurité immédiatement après.
Le changement le plus visible concerne les feuilles, qui commencent à devenir vertes.
La croissance rapide et grêle des semis, typique de l'étiolement, est une adaptation que
beaucoup de plantes ont développée.
Après tout, la plupart des graines germent à l'obscurité, alors qu'elles sont enfouies dans le sol. La meilleure chose que puisse faire un semis est de passer rapidement jusqu' à la surface du sol, afin de pouvoir entamer sa propre production alimentaire par la photosynthèse.

La dormance des graines de cette phacélie peut être levée par la lumière rouge sombre

2/ Effet particulier des lumières rouge et rouge sombre (proche de l’infrarouge)

Comme l'on peut s'y attendre, la lumière rouge agit sur les feuilles des semis étiolés. Une fois de plus la lumière infrarouge inverse l'effet de la lumière rouge.
A partir de ces observations des effets de la lumière rouge et infrarouge sur la germination des graines,
la mise en fleurs et l' étiolement, Borthwick et Hendricks en conclurent qu'ils devaient tous être
reliés au même processus ; un facteur commun.
Ils suggérèrent que les plantes contenaient un simple composé, un pigment ( comme la
chlorophylle ) capable de capter ( absorber ) à la fois la lumière rouge et l' infrarouge.
Leur idée était que ce pigment était converti dans sa forme active par la lumière rouge et,
à l’inverse, désactivé par l 'infrarouge.
A l'obscurité, chaque pigment, qui avait été préalablement converti en une forme active par exposition à la lumière, revenait, selon eux dans une forme inactive.
La lumière rouge est caractéristique du soleil et celle du rouge sombre de la lumière reçue à l’ombre
Ceci explique aussi les différences de comportement des plantes d’ombre et de lumière.

Cette Arabette des dames ( Arabidopsis thaliana) a été la plante d'étude des phénomènes de vernalisation

3/ Hypothèse de l’existence d’un pigment photosensible : le phytochrome

Ces hypothèses conduisirent au début des années 60, à l'isolement d'un pigment bleu vert
appelé « phytochrome ». Il est beaucoup moins abondant dans les plantes que la chlorophylle.
toutes les plantes à fleurs en possèdent dans de nombreux organes : leurs feuilles, bourgeons, bulbes, tubercules, graines ....
Les conifères, les mousses, les fougères, certaines algues en contiennent également.
Il se présente sous 2 formes interchangeables.
Le premier, appelé « Pr » absorbe le rouge de longueur d'onde voisine de 660 nanomètres, l' autre forme, « Prl » absorbe l' infra rouge à 730 nanomètres.
Ce phytochrome est un commutateur biologique : lorsqu' une forme reçoit de la lumière, il se transforme
en l' autre forme. Seule la forme Prl est physiologiquement active. On sait depuis peu que le Prl active
une dizaine de gènes de la croissance, du développement, du verdissement des feuilles, de la photosynthèse. En particulier il active le gêne codant la synthèse d’une enzyme, la RubisCo. Cet enzyme participe à la fixation du dioxyde de carbone.

La germination des graines, la croissance des plantules et la formation des fleurs, trois événements
majeurs de la vie végétale sont contrôlées par les phytochromes.