Nepenthes Les plantes carnivores pourpres sont inhabituelles à bien des égards. Elles sont carnivores. Elles utilisent un limbe foliaire radicalement transformé comme urne pour piéger les insectes. Elles ont également développé un système de crêtes biomécaniques sur le bord de l'urne, exceptionnellement mouillable et glissant. Les cellules formant ce bord sont orientées vers l'intérieur de l'urne, forçant l'insecte à s'y glisser pour y être piégé et consommé. Une étude récente publiée dans Annals of Botany par Lessware et al a maintenant fourni le premier compte rendu de la chronologie du développement de cette surface de piégeage complexe.

Pour identifier le modèle de développement, Lessware et al. ont défini sept étapes de développement consécutives N. × Hookeriana pichets et préparé une série chronologique d'images de microscopie électronique à balayage cryogénique (cryo-SEM), une méthode qui permet aux chercheurs de manipuler et de fixer rapidement des matériaux délicats dans des conditions cryogéniques.

« Nous avons échantillonné 30 bourgeons d'urne représentant l'ensemble du développement, depuis le stade d'orientation du bourgeon jusqu'à la formation du piège mature et fraîchement ouvert », expliquent-ils. Leur imagerie a montré que le schéma de développement des cellules épidermiques des bords de l'urne est similaire à celui observé lors du développement des feuilles et des fleurs, à savoir la prolifération, la différenciation, puis l'expansion. La seule particularité était que les cellules subissaient des divisions répétées sans croissance intermittente, ce qui entraînait une réduction de la taille cellulaire moyenne, inhabituelle lors du développement des organes chez d'autres espèces.

« Nous montrons que le motif de surface hiérarchique sur le péristome mature [bord] est formé par une séquence d'événements de différenciation et de croissance qui combinent des éléments modulaires qui sont communs et répandus dans le développement épidermique à travers les lignées et les organes des plantes, où ils sont soutenus par des gènes homologues avec une fonction robuste », déclarent Lessware et al.

Les images cryo-MEB ont également servi à élaborer une clé d'identification permettant de déduire le stade de développement du bord interne à partir de la morphologie des bourgeons externes de l'urne. Cette clé a été validée par l'échantillonnage de 56 bourgeons, l'analyse de leur développement externe par MEB standard et la vérification de la prédiction. La clé présentait une précision prédictive de plus de 95 %, toutes les prédictions erronées provenant de jeunes bourgeons en début de développement. De plus, cette clé est spécifique aux urnes de type inférieur.

Selon Lessware et al., le bord glissant de la plante carnivore a « inspiré des applications biomimétiques telles que des revêtements de surface autonettoyants et auto-cicatrisants et des dispositifs microfluidiques pour le transport unidirectionnel passif de l'eau et la collecte du brouillard » et peut « offrir une solution innovante pour la lutte antiparasitaire respectueuse de l'environnement ».

« La plupart des surfaces des feuilles sont hydrofuges », affirment Lessware et al., mais « le bord du piège micro-texturé en forme de collier (péristome) des plantes carnivores Nepenthes (Nepenthaceae) est une exception remarquable à cette règle. » Ce rebord spécialisé de la plante pourpre présente un motif de crêtes complexes qui guide l'eau le long de sa surface pour former un mince film. « Le film d'eau empêche les coussinets adhésifs des insectes d'entrer en contact étroit avec la surface et les fait glisser, comme un pneu de voiture en aquaplanage sur une route mouillée », expliquent Lessware et al. En comprenant mieux comment la surface glissante est créée Nepenthes, il est peut-être possible d'apprendre à rendre les surfaces végétales trop glissantes pour que les insectes puissent les infester.

Et avec l’établissement d’un calendrier de développement pour les cellules épidermiques du bord, la porte est ouverte à une meilleure compréhension de la génétique derrière ce trait glissant complexe.

LIRE L'ARTICLE

Lessware, OC, Mantell, JM et Bauer, U. (2025) « Les plantes carnivores Nepenthes combinent des processus de développement communs pour créer une surface de piégeage épidermique complexe », Annals of Botany, 135(4), p. 643–654. Disponible à: https://doi.org/10.1093/aob/mcae147.

Voir aussi

Whitewoods, CD (2025) « Le réarrangement du développement crée une pente glissante : un commentaire sur « Les plantes carnivores Nepenthes combinent des processus de développement communs pour créer une surface de piégeage épidermique complexe » » Annals of Botany, 135(4), pp. i–ii. Disponible à l'adresse : https://doi.org/10.1093/aob/mcae182.

Image de couverture: Nepenthes × Hookeriana canva.