Pourquoi et comment les tournesols suivent-ils le soleil ? Les scientifiques ne le savent toujours pas...

Les tournesols n'utilisent pas de méthodes botaniques conventionnelles pour suivre le soleil dans le ciel et utilisent plutôt un mécanisme que nous n'avons pas encore découvert, selon les résultats d'une nouvelle étude.

Immédiatement reconnaissables à leur aspect classiquement solaire, les capitules des tournesols sont réputés pour suivre la lumière du soleil, leur permettant de tirer le meilleur parti de l’énergie délivrée par notre étoile.

Ce comportement – connu sous le nom d’héliotropisme – a longtemps été supposé être régi par les mêmes mécanismes qui contrôlent le phototropisme, la capacité de simplement croître vers une source de lumière. Ce dernier comportement est courant chez les plantes et est activé par une molécule appelée phototropine, qui répond à la lumière située à l’extrémité bleue du spectre.

Cependant, de nouvelles recherches menées par des botanistes de l'Université de Californie à Davis, publiées dans PLOS Biology, ont révélé que la phototropine n'est pas impliquée dans les mouvements cycliques des tournesols.

Vers la lumière

Les tournesols balancent la tête en poussant un peu plus du côté est de la tige pendant la journée (ce qui pousse la fleur vers l'ouest), et un peu plus du côté ouest la nuit (poussant la fleur vers l'est).

Des recherches antérieures de l'UC Davis ont montré que les tournesols utilisent leur horloge interne pour anticiper le lever du soleil, coordonnant l'ouverture de leurs fleurons avec l'apparition des insectes pollinisateurs le matin.

Dans la nouvelle étude, les chercheurs se sont appuyés sur ces données en examinant quels gènes étaient activés chez les tournesols cultivés à la fois dans des conditions de laboratoire et à la lumière du soleil.

En intérieur, ils ont observé que les tournesols poussaient directement vers la lumière, activant les gènes associés à la phototropine. En extérieur, en revanche, les fleurs ont balancé leurs têtes avec le soleil et ont présenté un modèle d’expression génétique complètement différent, sans différences apparentes de phototropine entre un côté de la tige et l’autre.

"Cela a été une surprise totale pour nous", a déclaré Stacey Harmer, auteur principal de l'étude et professeur de biologie végétale à l'UC Davis. "Il semble que nous ayons exclu la voie des phototropines, mais nous n'avons pas trouvé de preuve irréfutable."

Tournesols à apprentissage rapide

Ce que les chercheurs ont découvert, c'est que le blocage de la lumière bleue, ultraviolette, rouge ou rouge lointain avec des boîtes d'ombrage n'avait aucun effet sur le comportement des fleurs en matière de recherche du soleil. Comme l'expliquent les auteurs, cela suggère qu'il existe probablement plusieurs voies génétiques liées à cette capacité, toutes travaillant en tandem pour orienter les tournesols vers le soleil.

De plus, les plantes transférées à l’extérieur après avoir été cultivées à l’intérieur ont acquis assez soudainement des capacités héliotropes, accompagnées d’une explosion d’expression génétique du côté ombragé.

Selon Harmer, cela indique qu’une sorte de « recâblage » est en cours. Mais, pour l’instant du moins, les causes exactes de ce changement restent inconnues et devront être explorées plus en profondeur dans les recherches futures.