Remarque : Nous avons publié un communiqué de presse à propos de ce document l'année dernière. Pour une raison quelconque, un hoquet dans Altmetric signifie qu'il est difficile à trouver à partir du papier, nous le reproduisons donc ici, légèrement modifié.

Lorsqu'il s'agit d'attraper des proies, les plantes carnivores ont une variété de techniques. La rosée s'enroule lentement autour de sa victime, tandis que le piège à mouches de Vénus se referme autour d'elle. Mais la plante carnivore la plus rapide de la planète est l'utriculaire. Lorsqu'il ouvre son piège, tout ce qui se trouvait à l'extérieur est à l'intérieur d'une vessie plus rapidement qu'un clin d'œil. Le piège de l'utriculaire est si rapide que, jusqu'à récemment, les botanistes avaient du mal à le voir en action. Maintenant, des caméras plus rapides révèlent ses secrets, mais une revue publiée dans AoB PLANTS by Popping et al. montre que plus vous regardez une utriculaire de près, plus vous découvrez de mystères.

Image au microscope électronique à balayage d'une entrée de piège à vessie
Image au microscope électronique à balayage d'une entrée de piège avec un petit angle d'environ 30° entre la trappe (td) et le seuil (th). Une section longitudinale de l'entrée du piège d'U. longifolia terrestre est présentée ; notez l'épithélium de la chaussée (pe) et les glandes quadrifides (qg). Source : Poppinga et al. 2016

La façon dont une utriculaire attrape sa proie est d'attendre que les proies (principalement des petits crustacés) touchent les poils de déclenchement situés sur la trappe qui ferme le piège de manière étanche. Une fois que cela se produit, la vessie s'enclenche. L'intérieur de la vessie est vide, donc l'eau, et tout ce qui s'y trouve à proximité, est aspirée avec une accélération de plus de 600 fois la force de gravité. Faire en sorte que l'eau s'écoule rapidement dans le piège est la clé du succès de l'utriculaire, mais comprendre comment ces pièges fonctionnent exactement n'est pas facile.

Simon Poppinga de l'équipe de recherche a déclaré : « Les pièges à vessie sont considérés comme l'une des structures les plus complexes du règne végétal. Ils sont minuscules, ils sont ultrarapides dans leur mouvement de succion et ils sont compliqués à investiguer. Bien qu'intensément étudiés non seulement depuis le livre de référence de Darwin sur les plantes carnivores, il reste encore de nombreux mystères sur le fonctionnement de ces dispositifs. Avec notre examen, nous visons à rassembler toutes les informations biophysiques et structurelles pertinentes et à inspirer de nouvelles recherches sur ces dispositifs énigmatiques.

Les progrès récents incluent l'utilisation de microscopes électroniques à balayage qui sont capables de voir beaucoup plus de détails qu'un microscope optique standard.

Lors de l'examen des études sur les pièges à vessie, Poppinga et ses collègues ont noté que toutes les vessies ne se ressemblaient pas.

Poppinga a déclaré: «Vous pourriez penser que si la pression sélective sur les pièges est à peu près un débit d'eau optimisé, alors les pièges seraient plus ou moins identiques. Mais lorsque nous avons examiné de près l'architecture des pièges au cours de nos études expérimentales, nous avons constaté que différentes plantes avaient des arrangements structurels différents, ce qui a également été noté par des auteurs antérieurs. Cela est probablement dû au fait que différentes espèces d'utriculaires vivent dans des environnements différents et, par conséquent, peuvent montrer des adaptations structurelles à l'habitat respectif - par exemple, les utriculaires terrestres doivent souvent, contrairement aux espèces aquatiques, faire face à la sécheresse saisonnière qui rendre les pièges inopérants. Nous pensons que cela pourrait également signifier que les pièges sont adaptés pour attirer et attraper différents types de proies, et c'est quelque chose que les botanistes doivent tester.

Malgré la variété de l'architecture, les pièges partagent tous un mode de fonctionnement similaire. L'eau est d'abord pompée hors des vessies et les parois de la vessie stockent l'énergie élastique prête à reprendre sa forme. Cela se produit lorsque la proie déclenche le piège. En un instant, la trappe s'ouvre, les parois s'ouvrent pour libérer de l'espace dans la vessie pour aspirer un repas, puis la trappe se ferme avant que la proie ne puisse s'échapper. C'est une séquence complexe d'événements, et en utilisant des techniques de microscopie avancées, il devrait être possible de faire de nouvelles découvertes.

Poppinga a ajouté : Le grand avantage de l'utilisation de microscopes modernes comme TEM, FIB-SEM et autres est que nous pouvons observer de très près les structures fines qui sont cruciales pour le fonctionnement du piège. En découpant et en scannant les pièges, nous avons pu obtenir des informations architecturales plus détaillées que quiconque auparavant. C'est formidable pour en savoir plus sur la plante - par exemple, cela pourrait éventuellement aider à déterminer si les poils déclencheurs possèdent des caractéristiques structurelles et fonctionnelles similaires à celles des attrape-mouches de Vénus. Mais la recherche pourrait aussi avoir d'autres applications. Si nous pouvons comprendre comment l'utriculaire peut saisir la nourriture si rapidement, cela pourrait également avoir des applications dans d'autres domaines en nous aidant à développer des outils capables de capturer rapidement de petits échantillons de fluides. Découvrir comment une utriculaire suce pourrait également conduire à des innovations techniques biomimétiques.