Découverte du mécanisme de fermeture rapide de la dionée attrape-mouche

Cette plante carnivore, qui avait fasciné Darwin au point de la qualifier de « plante la plus merveilleuse au monde », n’a toujours pas livré tous ses secrets. Mais une équipe de l’Institut universitaire des systèmes thermiques industriels (Iusti/CNRS, Aix Marseille Université) vient de découvrir ce qui permet à la dionée attrape-mouche (Dionaea muscipula) de se refermer en une seconde sur ses proies.

Dans un article publié le 11 juin dans Science, des physiciens démontrent que c’est le ramollissement des cellules composant la paroi externe des deux « mâchoires » de la feuille qui libère la sorte de ressort que constituent les cellules internes comprimées. C’est grâce à un instrument, le nano-indenteur, qui permet de mesurer la résistance des matériaux à l’échelle du nanomètre, que les chercheurs ont perçu et mesuré les modifications de ces cellules. Reste à comprendre comment ce groupe de cellules, et seulement celui-ci, se ramollit.

L’énigme venait de loin. Dès le XIXᵉ siècle, Charles Darwin (1809-1882), intrigué par cette rapidité de réaction, avait demandé à des collègues de planter des électrodes dans la « merveilleuse » plante. Il s’agissait de comprendre quelle sorte d’influx nerveux pouvait intervenir dans un végétal dénué de muscle. Bingo ! « Ils ont en effet observé un signal électrique lorsque deux poils de la plante sont touchés », précise le physicien Yoel Forterre, qui a piloté cette nouvelle recherche. Un signal qui se transmet en un dixième de seconde à l’ensemble de la feuille constituée de deux lobes articulés autour d’une nervure centrale.

La Dionaea muscipula a aiguisé la curiosité de nombreux scientifiques depuis cent cinquante ans, mais plus souvent botanistes que physiciens. Depuis un article de 1989, publié par une équipe allemande, deux hypothèses étaient sur la table pour expliquer la fermeture expresse du piège après la transmission du signal électrique. La principale était un transfert d’eau des cellules intérieures de la feuille vers celles situées à sa surface externe. Un processus classique à l’œuvre dans l’allongement des cellules des végétaux qui permet à ces organismes vivants de croître. Le gonflement de cette surface externe qui en résulte constituerait ici le moteur refermant le piège. La seconde hypothèse était une diminution de la rigidité de la paroi cellulaire externe.