Cet article a été initialement publié par Quanta Magazine.
Sur une étagère bordée de pots en terre cuite, des herbes courbent leurs tiges vers la fenêtre la plus proche. Dans un champ de fleurs sauvages dorées, les feuilles tournent au rythme du soleil. Dans une forêt tachetée, les vignes s'enroulent autour des arbres, s'élevant toujours vers le haut et s'éloignant de l'obscurité.
Depuis l’Antiquité, la capacité des plantes à orienter leur corps sans yeux vers la source de lumière la plus proche et la plus brillante – connue aujourd’hui sous le nom de phototropisme – a fasciné les chercheurs et généré d’innombrables débats scientifiques et philosophiques. Et au cours des 150 dernières années, les botanistes ont réussi à découvrir de nombreuses voies moléculaires clés qui sous-tendent la façon dont les plantes perçoivent la lumière et agissent en fonction de cette information.
Pourtant, un mystère crucial persiste. Les animaux utilisent leurs yeux, des organes complexes constitués de lentilles et de photorécepteurs, pour obtenir une image détaillée du monde qui les entoure, y compris la direction de la lumière. Les plantes, ont établi les biologistes, possèdent une puissante suite d’outils moléculaires pour mesurer l’éclairage. Mais en l’absence d’organes de détection physiques évidents tels que des lentilles, comment les plantes déterminent-elles la direction précise d’où vient la lumière ?
Une équipe de chercheurs européens a désormais trouvé une réponse. Dans un article publié récemment dans Science, ils rapportent qu'une mauvaise herbe en bordure de route, Arabidopsis, une des plantes favorites des généticiens végétaux, utilise les espaces aériens entre ses cellules pour diffuser la lumière, modifiant ainsi le trajet de la lumière traversant ses tissus. De cette façon, les canaux d’air créent un gradient de lumière qui aide les semis à déterminer avec précision d’où vient la lumière.
En tirant parti des canaux d’air pour diffuser la lumière, les plantes évitent le besoin d’organes discrets au profit d’une astuce plus soignée : la capacité, en effet, de « voir » avec tout leur corps.
Pourquoi et comment les plantes s'orientent vers la lumière fait l'objet de débats acharnés depuis plus de 2 000 ans. Les premiers philosophes grecs affirmaient que les plantes, comme les animaux, étaient capables de sensations et de mouvements, voire même de désir et d’intelligence. Mais des penseurs ultérieurs, comme Aristote, ont affirmé que les plantes étaient intrinsèquement passives, incapables de percevoir leur environnement et encore moins de bouger avec lui. « Les plantes n’ont ni sensation ni désir », affirme un passage de l’ancien traité Des Plantes. « Nous devons rejeter ces vues comme étant mal fondées. » Pendant des siècles, les érudits ont eu tendance à être d’accord.