Forum sur les plantes carnivores


 
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 expérimentations scientifiques sur le genre Sarracenia

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arthurcarni
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MessageSujet: expérimentations scientifiques sur le genre Sarracenia   Dim 02 Juil 2017, 11:35 am

Hello,
Il y a environ 1 mois, un chercheur est venu tout spécialement de Tours pendant plusieurs jours afin de faire des expériences scientifiques sur les Sarracenia de la collection PhagoPhytos à Chambéry en Savoie.

[size=12]Image 1 – S. Pincebourde (CNRS) à droite et moi-même à gauche

 
Ce genre de plantes carnivores est particulièrement sous étudié alors que les feuilles sont profondément modifiées afin d’attirer, de capturer et de digérer des insectes. Nous nous sommes alors posés les questions suivantes :
[/size]

  • Quelles sont les conditions abiotiques (températures principalement) des différentes parties du piège à savoir : zone de digestion, zone cireuse, opercule et extérieur du piège ? Les températures internes sont-elles différentes de celles à l’extérieur ? Cela peut-il jouer un rôle dans l’attraction ou la digestion des proies ?
  • Comment ces feuilles photosynthétisent-elles ? Certaines parties sont-elles exclusivement réservées à la photosynthèse et d’autres au piégeage ?
  • Les conditions abiotiques et la génétique des plantes permettent-elles d’expliquer l’efficacité de la digestion ? Les pièges doivent-ils être stimulés pour produire des enzymes digestives ou le font-ils en continu ?
  • Comment varie le spectre d’absorption des pièges en fonction de leur coloration ?


 

Image 2 – Pour chacune des expériences, nous avons choisi un large panel de forme et de coloration allant de vert pomme à rouge pourpre en passant par le blanc.


Des mesures de températures


Nous avons tout d’abord mesuré la température au niveau du liquide digestif en continu sur environ 40 pièges divers et variés. Les plantes étaient toutes situées dans la même partie de la serre afin de ne pas biaiser les résultats. De plus, 3 fois par jour, nous mesurions la température au niveau de la zone cireuse et nous prenions des images thermiques de l’extérieur du piège et de l’opercule. Enfin, des sondes disposées dans la serre ainsi qu’à l’extérieur de celle-ci ont pris la température environnante de manière continue.
Nous avons récolté un nombre très importants de données qu’il faudra traiter et analyser pour dire s’il y a réellement une différence entre la température extérieure et intérieure des pièges. Néanmoins, les premiers résultats semblent montrer qu’il fait en moyenne plus chaud à l’intérieur des pièges qu’à l’extérieur, la partie la plus chaude étant le fond du piège au niveau de la zone de digestion. De plus, les plantes rouges semblaient plus chaudes que celles qui étaient vertes.


Images 3 et 4 – les sondes de températures utilisées
Si ces résultats sont avérés, nous pouvons nous demander quelle est la température optimale pour la digestion des proies, et s’il y a une raison particulièrement pour que l’intérieur des pièges soit plus chaud que l’extérieur. Cela pourrait permettre de mieux attirer les insectes en dégageant de la chaleur ou en émettant les molécules volatiles odorantes plus efficacement.
 

Une photosynthèse particulière ?


Chez les Sarracenia, le limbe de la feuille (organe normalement plat et photosynthétique) est l’opercule et le tube est en fait le pétiole (partie normalement rigide liant le limbe à la tige). Nous avons donc étudié l’activité photosynthétique des opercules de différentes espèces aux colories variées. Sans grande surprise, nous avons remarqué que les opercules verts (pure ou veiné) photosynthétisent plus que ceux de couleur rouge, eux-même photosynthétisant plus que les opercules blancs (S. leucophylla) qui sont proches de 0.

Image 5 – Une grosse machine mesurant l’activité photosynthétique des plantes.
Néanmoins, nous avons poursuivi l’étude aux tubes mais aussi aux phyllodes et aux ailes, cette partie feuillue du tube. Surprise, alors que les tubes ne semblent pas photosynthétiser beaucoup (tout comme les opercules dont la valeur étaient globalement basse), les ailes et les phyllodes avaient une activité photosynthétique jusqu’à 2 fois plus importantes.
Ces résultats restent à confirmer mais cela expliquerait les différents développements des pièges : chez certaines espèces, ils sont d’abord ailés puis bien formés (S. leucophylla, alata), chez d’autres, c’est l’inverse (S. flava, oreophila). Cela pourrait provenir de la priorité accordée par la plante à la photosynthèse (pièges ailés qui capturent peu de proies mais font de la photosynthèse) ou à la carnivorie (pièges bien formés mais peu photosynthétiques). Cela pourrait même être lié à la qualité du sol : s’il est « riche » en nutriments, la plante va plutôt faire de la photosynthèse, mais s’il est pauvre, la plante va favoriser la carnivorie. Tant de nouvelles questions en perspective !


Images 6, 7 et 8 – Mesure de la photosynthèse


Quid de la digestion et de l’absoption UV ?


Pour mesurer la digestion des plantes, nous les avons nourries avec des larves de drosophile. Nous avons récupéré ces larves après deux jours et je récupérerai le reste après deux semaines et deux mois pour voir la vitesse et l’efficacité de digestion en fonction de la taille des pièges, de leur forme, leur couleur et de l’espèce.
J’avais bouché certains des pièges avant l’expérience afin de les laisser vierges jusqu’à l’ajout de proies. L’idée est de savoir s’ils ont besoin d’être stimulé pour produire des enzymes digestives. Dans ce cas, les pièges qui n’étaient pas bouchés (avec donc potentiellement quelques proies à l’intérieur) devraient digérer plus rapidement les larves car les enzymes sont déjà présentes dans le tube.
Concernant l’absorption lumineux, nous avons remarqué une nette différence, prévisible, entre les plantes vertes et rouges. Néanmoins, certaines plantes particulièrement pourpres semblaient absorber beaucoup dans l’Ultra Violet (UV) qui est une longueur d’onde connue pour être vue par… les insectes ! Les plantes aux pièges rouges foncés ont donc une activité photosynthétique moindre que celles aux pièges verts, mais pourraient capturer plus d’insectes en rayonnant dans l’UV.

Image 9 – Ce tube est si foncé que les veines apparaissent presque bleu… Et pour cause, cette plante rayonne dans l’ultra violet (Sarracenia flava var rubricorpora).
 
Beaucoup de données et beaucoup de questions sans réponse, pour l’instant. L’analyse de toutes les données va prendre du temps et nous espérons à terme pouvoir mettre en lumière certains procédés physiologiques des plantes carnivores, les sacrifices et coûts qu’engendre la carnivorie dans le règne végétal.
 


Désolé pour les petits bugs dans le texte, j'ai fait un copier coller de mon site et j'arrive pas à virer les codes entre crochets... Si vous avez des idées de manip, des articles scientifiques ou que vous avez fait des choses similaires, lâchez vous !
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Dagonaute
Fruit de Falcon
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MessageSujet: Re: expérimentations scientifiques sur le genre Sarracenia   Dim 02 Juil 2017, 12:18 pm

Merci de nous faire part de cette expérience. Vivement les résultats.
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olivier
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MessageSujet: Re: expérimentations scientifiques sur le genre Sarracenia   Dim 02 Juil 2017, 12:43 pm

Super intéressant ! cheers
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Guillaume
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MessageSujet: Re: expérimentations scientifiques sur le genre Sarracenia   Dim 02 Juil 2017, 12:52 pm

Tu as trouvé où l'info disant que le limbe est l'opercule et que le reste est le pétiole chez les sarracenia?
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arthurcarni
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MessageSujet: Re: expérimentations scientifiques sur le genre Sarracenia   Dim 02 Juil 2017, 3:27 pm

Oui j'ai hâte de voir les résultats !

@Guillaume : J'avais vu ça en cours de botanique quand j'étais à la fac, en cherchant sur le web les différents articles et bouquins semblent confirmer cette idée. Tu as vu/lu des infos différentes ? 


@+
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Kalisti
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MessageSujet: Re: expérimentations scientifiques sur le genre Sarracenia   Dim 02 Juil 2017, 7:06 pm

C'est extrêmement intéressant!

Est-ce que, dans le futur, une étude des Sarra et de leur capacité d'attraction et de capture des frelons asiatiques est prévue?
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Ju!
JuvAdmin
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MessageSujet: Re: expérimentations scientifiques sur le genre Sarracenia   Dim 02 Juil 2017, 7:34 pm

Article très intéressant. Merci pour le partage et j'espère en voir la suite !

Une petite question me taraude: tu parles de différences de températures dans la zone de digestion comme si la plante, via ses enzymes, en était seule responsable. L'activité bactérienne (donc extérieure) est-elle prise en compte ? Quand je vois la chaleur que peuvent dégager certaines fermentations, je serais très étonné que ce phénomène n'y soit pour rien dans tes différences de mesures. As-tu tenté l'expérience avec un bon (très) vieux piège de purpu plein de bouillabaisse bien puante (enzymes disparues donc digestion bactérienne uniquement) ?

_________________
Ju!  
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Guillaume
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MessageSujet: Re: expérimentations scientifiques sur le genre Sarracenia   Dim 02 Juil 2017, 8:42 pm

arthurcarni a écrit:
Oui j'ai hâte de voir les résultats !

@Guillaume : J'avais vu ça en cours de botanique quand j'étais à la fac, en cherchant sur le web les différents articles et bouquins semblent confirmer cette idée. Tu as vu/lu des infos différentes ? 


@+

J'ai toujours lu que le piège était la feuille qui c’était replié, d’où la présence de la soudure et de cette aile. Et donc que le pétiole était la partie inférieur présent sous le piège et qui le relit au rhizome.

Tu pourrais me donner tes sources, je vais faire de même avec les miennes. Wink
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jbol
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MessageSujet: Re: expérimentations scientifiques sur le genre Sarracenia   Lun 03 Juil 2017, 12:44 am

Très intéressant
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arthurcarni
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MessageSujet: Re: expérimentations scientifiques sur le genre Sarracenia   Jeu 06 Juil 2017, 11:44 am

@kalisti : Oui une étude de ce genre est en cours, il faudra attendre quelques années avant d'en connaître les résultats...

@JU! : Oui je pense que les bactéries peuvent jouer un rôle aussi. Nous on cherchait surtout à savoir si oui ou non il y avait une différence de températures, on creusera ensuite les raisons. On pensait que la forme générale du piège pouvait aussi jouer un rôle.

@Guillaume : Je vais chercher plus en détails, mais une simple recherche sur google donne ce type de résultats :
- https://books.google.fr/books?id=45VWAAAAcAAJ&pg=PA142&lpg=PA142&dq=morphologie+sarracenia+p%C3%A9tiole&source=bl&ots=so2tpXwMVD&sig=FY57cWolQ5U4wRDOUkPrdIhFWqI&hl=fr&sa=X&ved=0ahUKEwidp5W1rvTUAhUmYJoKHbgjAFYQ6AEIIzAA#v=onepage&q=morphologie%20sarracenia%20p%C3%A9tiole&f=false
 - https://books.google.fr/books?id=nhhFAAAAcAAJ&pg=PA2&lpg=PA2&dq=morphologie+sarracenia+p%C3%A9tiole&source=bl&ots=QBMKB-C6fJ&sig=F9F_-flNMFs5oGY5z7ITDFc3wvQ&hl=fr&sa=X&ved=0ahUKEwidp5W1rvTUAhUmYJoKHbgjAFYQ6AEIKTAC#v=onepage&q=morphologie%20sarracenia%20p%C3%A9tiole&f=false
- http://bibdigital.rjb.csic.es/Imagenes/P0044_S2_11/P0044_S2_11_0120.pdf
- etc.

Après je suis pas certain de la véracité des infos (j'ai pas vérifié), il faudrait faire des coupes et des coloration pour en avoir le coeur net Wink
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Guillaume
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MessageSujet: Re: expérimentations scientifiques sur le genre Sarracenia   Mar 18 Juil 2017, 8:32 am

Quand même Arthur tu as vu de quand datent ces publications?

Je pensait que tu avais d'autres sources.

Si on lit bien ont doit comprendre que le dionée est l'ancêtre des sarracenia et que les sarracenia sont les ancêtres de nepenthes.... C'est un peu tirée par les cheveux. Surtout quand on sait aujourd’hui que les nepenthes sont proches de droseras. Wink


Voici déjà un lien plus que complet sur les plantes carnivores, leur photosynthèse, le coût énergétique de la carnivorie etc.
https://academic.oup.com/jxb/article/60/1/19/567619/Energetics-and-the-evolution-of-carnivorous-plants

J'en cherche d'autres bien précis, pas simple de remettre le nez dessus.

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arthurcarni
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MessageSujet: Re: expérimentations scientifiques sur le genre Sarracenia   Mer 19 Juil 2017, 3:10 am

Hello Guillaume, merci pour ta publi qui a l'air super intéressante ! Comme je t'ai dis, j'ai pas regardé plus précisément qu'une simple recherche Google, mais si tu as une publi qui te semble tenir la route qui explique précisément quelle partie du piège est le limbe et laquelle est le pétiole, fais cesser ce suspense insoutenable  Wink Twisted Evil
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