Les plantes sont incroyablement diverses, tout comme les botanistes ! Dans sa mission de diffuser des histoires fascinantes sur le monde végétal, Botany One vous présente également les scientifiques à l'origine de ces formidables histoires.

Aujourd'hui, nous recevons le Dr Grace Gachara, une écologiste microbienne enthousiaste basée à l'Université Mohammed VI Polytechnique, au Maroc, et membre de la cohorte et exploratrice souterraine à l'Université Mohammed VI Polytechnique, au Maroc. Société pour la protection des réseaux souterrains (SPUN). Les recherches de Gachara explorent les relations complexes entre les espèces d'arbres endémiques et les communautés microbiennes souterraines, en s'intéressant particulièrement à la manière dont ces réseaux microbiens confèrent résilience, tolérance et longévité à leurs partenaires végétaux au sein de la rhizosphère, la zone dynamique où se déroule toute la magie. Actuellement, elle étudie comment… arganier est capable de résister et de tolérer des conditions climatiques défavorables, une salinité élevée, des périodes de sécheresse prolongées et des températures extrêmes. L'huile d'argan, souvent surnommée « l'or liquide du Maroc », est utilisée depuis des millénaires par les peuples autochtones d'Afrique du Nord pour ses propriétés médicinales et est prisée dans les rituels de beauté du monde entier pour son riche mélange d'antioxydants, de vitamine E et d'acides gras essentiels. C'est pour cette raison fondamentale que l'arganier, qui ne pousse nulle part ailleurs sur terre qu'au Maroc, est largement cultivé depuis des siècles. Outre ses vertus cosmétiques, culinaires et pharmaceutiques, il joue un rôle essentiel de tampon contre la dégradation de l'environnement, la désertification et la biodiversité des sols. Gachara préfère considérer ses recherches comme une mission scientifique visant à percer les méandres de la «Large Web en bois« où les communautés microbiennes et les arbres facilitent la survie continue de chacun via une « communication codée ».

Gachara effectuant des mesures de grille de transect pour l'échantillonnage de sols en vrac dans les régions rocheuses et arides du sud-ouest du Maroc. Photo d'Alfred Buernor.

Qu’est-ce qui vous a poussé à vous intéresser aux plantes ?

Les plantes sont des génies écologiques. Avec seulement de l'air, de l'eau et de la lumière du soleil, elles sont capables de se construire elles-mêmes et de prospérer pour former une communauté végétale ou une forêt composée de différentes espèces d'arbres. Elles accomplissent tout cela tout en ancrant et en soutenant des écosystèmes entiers, assurant leur survie pendant des centaines, voire des milliers d'années. Pour moi, c'est leur chimie silencieuse, mais incroyablement complexe, et leur capacité inégalée à s'adapter à pratiquement tous les environnements, y compris les déserts arides, qui ont véritablement captivé ma curiosité scientifique. Les plantes sont des bio-ingénieures hors pair. Elles sont capables d'orchestrer à elles seules tout, des cycles biogéochimiques de la Terre aux relations symbiotiques complexes avec les populations microbiennes sous nos pieds. Qui ne serait pas intrigué par une telle polyvalence de plantes qui continuent de soutenir toutes les formes de vie sur Terre ?

Qu’est-ce qui vous a motivé à poursuivre votre domaine de recherche actuel ?

Durant mes études supérieures, mes recherches se sont concentrées sur la résolution des problèmes de sécurité alimentaire dans mon pays d'origine (le Kenya) en étudiant les espèces fongiques toxigènes responsables de la contamination par les aflatoxines des cultures céréalières comme le maïs, le mil et l'arachide. Au cours de mes recherches, j'ai découvert qu'il existe des espèces fongiques atoxigènes (ou non toxiques) qui peuvent être utilisées pour détruire ou combattre les souches toxigènes et inhiber la production de ces aflatoxines ! Intéressant, non ? C'est un peu comme le fonctionnement des vaccins.

Nous tombons malades suite à des infections (dues à des microbes toxiques), mais pour nous protéger au préalable, nous recevons souvent des vaccins (fabriqués à partir de formes atténuées ou atténuées de l'agent infectieux), ce qui nous permet de rester en bonne santé. Ayant découvert la fascination du monde fongique, j'ai décidé de m'intéresser aux champignons mycorhiziens et à leur rôle essentiel dans la protection de nos écosystèmes souterrains. C'est encore plus fascinant d'étudier ces communautés fongiques et leur relation avec les arbres, comme l'arganier, dont la longévité dépasse les 200 ans, et d'apprendre qu'ils ne se contentent pas d'acheminer les nutriments, l'eau et les signaux sous terre, mais qu'ils assurent la survie de toutes les formes de vie – humains, animaux et plantes. Imaginez une « économie souterraine » où les populations fongiques et les plantes environnantes échangent via un réseau complexe qui existe juste sous nos pieds !

Gachara prépare les réactifs au laboratoire avant de commencer l'extraction d'ADN à partir de ses échantillons. Photo de Grace Gachara.

Quelle est la partie que vous préférez de votre travail liée aux plantes ?

Les superpouvoirs secrets des plantes. Contrairement aux humains qui communiquent efficacement verbalement, les plantes sont des organismes complexes dont les activités sont intenses, tant au-dessus qu'au-dessous du sol. Par exemple, une plante souffrant d'un retard de croissance présente ses symptômes au-dessus du sol, mais en réalité, le problème pourrait provenir du sous-sol, et c'est à nous, chercheurs, de décrypter l'origine exacte du problème. Le plus intéressant est de décortiquer ces couches et de découvrir que ce que nous voyons au-dessus du sol n'est que la partie émergée de l'iceberg, le véritable iceberg se trouvant sous le sol. C'est là que la véritable magie opère : nous apprenons continuellement que les plantes ne sont pas de simples organismes enracinés dans le sol, mais que leur croissance raconte toujours une histoire, une histoire de survie, d'échanges, de communication et de défense, grâce à l'aide de partenaires microbiens. C'est en observant de près le fonctionnement complexe et fascinant de cette alliance souterraine plante-sol-microbiome que mes recherches prennent tout leur sens !

Y a-t-il des plantes ou des espèces spécifiques qui ont intrigué ou inspiré vos recherches ? Si oui, quels sont-ils et pourquoi ?

Le point central de mes recherches est l'arganier (Argania spinosa L'arganier (L.) Skeels), une espèce d'arbre endémique qui ne pousse qu'au Maroc, possède de nombreux bienfaits qui ne se limitent pas à la protection des écosystèmes et à la conservation de la biodiversité, mais profitent également aux industries cosmétique, culinaire et pharmaceutique, principalement grâce à l'extraction de l'huile d'argan. Partout dans le monde, l'huile d'argan est prisée pour ses propriétés cosmétiques, et les Marocains la considèrent comme le secret de leur beauté ancestrale. L'arganier me fascine car il est un véritable symbole de résilience. Imaginez une espèce d'arbre capable de résister à des températures atteignant 50 degrés Fahrenheit (environ 100 degrés Celsius).⁰C ! Année après année, les arganiers poussent et survivent dans de tels climats, très courants dans le sud-ouest du Maroc, où se trouvent les arganiers. Même sous des chaleurs extrêmes qui durent plus de huit mois par an, cette espèce d'arbre tolère cette aridité souvent accompagnée d'une forte salinité ; grâce à ses racines profondes et bien ancrées dans le sol, elle conserve un maximum d'humidité malgré ces conditions climatiques difficiles. La résilience de l'arganier est également démontrée par sa longévité, certaines espèces pouvant vivre jusqu'à 200 ans ! Pour moi, la résilience et la combativité de l'arganier sont inégalées et j'aime le surnommer le « vrai GOAT » (le plus grand de tous les temps) !

Gachara prélève des échantillons de sol de rhizosphère d'un arganier à Agadir, au Maroc. Photo d'Alfred Buernor.

Pourriez-vous partager une expérience ou une anecdote de votre travail qui a marqué votre parcours et réaffirmé votre fascination pour les plantes ?

Lors de notre travail de terrain, souvent éprouvant car nous devons travailler sous un soleil de plomb avec des températures supérieures à 40 °C, nous creusions méticuleusement autour des systèmes racinaires des arganiers dans le sud-ouest du Maroc pour prélever des échantillons de racines et de rhizosphères. Lors d'une de nos séances d'échantillonnage, la chaleur était extrêmement insupportable et, en étiquetant mes échantillons, je ne pouvais m'empêcher de me demander comment une espèce végétale pouvait survivre dans des conditions aussi rudes et impitoyables. La chaleur est si intense qu'il est même difficile de voir des araignées, des insectes ou des lézards ramper au soleil ! En époussetant une belle radicelle d'arganier que je venais de récolter, j'ai réalisé sur-le-champ que le secret de la résistance de ces arbres à une telle adversité se trouvait sous le sol, où prospère un réseau complexe de communautés fongiques. Cette « autoroute des hyphes » est le lieu où toute la magie opère : les nutriments, l'eau et les ions sont transportés vers le haut par le système racinaire de l'arganier jusqu'au reste de la plante ; Tout cela dans un environnement qui défie toute probabilité pour assurer la survie de l'arbre, une saison chaude après l'autre. Mes recherches continuent de prouver que les plantes (et les arbres) survivent (ou prospèrent) difficilement par eux-mêmes. Sous terre, un réseau secret de microbes, principalement des champignons, travaille souvent XNUMX heures sur XNUMX pour apporter le soutien indispensable aux plantes, leur permettant ainsi de renforcer leur résilience environnementale en retour.

Gachara et son collègue Alfred Buernor prélèvent des échantillons de sol dans les peuplements d'arganiers d'Agadir, au Maroc. Photo de Suleiman Basiru.
  • Quels conseils donneriez-vous aux jeunes scientifiques qui envisagent une carrière en biologie végétale ?

Mettez la main à la pâte ! Pour comprendre le monde complexe des plantes, il faut être prêt à creuser un peu de terre, à planter des graines là, voire à gravir des collines pour obtenir l'échantillon parfait. Les découvertes les plus passionnantes sur les plantes et leur monde fascinant se font sous terre, là où l'écologie rencontre la biologie et où la chimie se lie à la nature. Alors, mettez la main à la pâte de toutes les manières possibles – sur le terrain, en serre, en laboratoire – et laissez la science faire son œuvre pour percer les mystères du monde végétal et lutter contre le changement climatique, préserver les écosystèmes et protéger les réseaux souterrains. De la résilience silencieuse des plantes dans des conditions extrêmes à leurs liens secrets avec la vie microscopique, le parcours de recherche est un parcours en montagnes russes qui transformera tout biologiste végétal en détective, enquêteur, explorateur et informaticien à la fois. Alors, à vos marques !

Qu’est-ce que les gens se trompent généralement à propos des plantes ?

Contrairement à l'idée reçue selon laquelle les plantes poussent en silence, avec un peu d'eau par-ci et un peu d'engrais organique par-là, les plantes « communiquent » entre elles grâce à leur « langage des signes » spécifique au cours de leur croissance. Les plantes communiquent et « dialoguent » beaucoup grâce à un réseau souterrain intense et dynamique de champignons, ou « champignons ». « Wood Wide Web ». C'est grâce à ce réseau qu'elles communiquent et font savoir qu'elles ont besoin de plus d'eau, de nutriments ou de protection. Les plantes sont capables de tout cela car ce sont des organismes « intelligents ». Même si, comme nous, elles ne possèdent pas de système nerveux qui nous avertit d'un danger ou d'une douleur imminente, elles créent des systèmes de signalisation complexes en étudiant leur environnement, optimisant ainsi leur croissance et leur survie. Le célèbre dicton « J'ai commencé tout en bas, et maintenant je suis là » peut être fièrement affirmé par les plantes dans leur quête d'endurance, lorsqu'elles naissent sous forme de jeunes graines ou de semis et deviennent des plantes ou des arbres matures, occupant ainsi un jardin, une forêt ou un écosystème entier !

Gachara recueille les métadonnées de ses échantillons lors de ses travaux de terrain. Photo d'Alfred Buernor.

Carlos A. Ordóñez-Parra

Pascal (il/lui) est un écologiste colombien spécialiste des semences qui prépare actuellement son doctorat à l'Université fédérale de Minas Gerais (Belo Horizonte, Brésil) et travaille comme rédacteur scientifique chez Botany One et comme chargé de communication à l'International Society for Seed Science. Vous pouvez le suivre sur BlueSky à @caordonezparra.