Les plantes sont-elles vraiment silencieuses ? 🤫🌱

Derrière leur apparente immobilité se cache un monde d’échanges permanents : signaux chimiques dans l’air 🌬️, messages souterrains via les mycorhizes 🍄, impulsions électriques internes ⚡, composés volatils capables d’alerter les voisines ou d’attirer des alliés 🐞.

Dans cet épisode, nous explorons les différentes formes de communication végétale — au sein d’une même plante 🌿, entre plantes 🌾, et avec d’autres organismes. Comment une feuille attaquée prévient-elle le reste de la plante ? Les racines partagent-elles des ressources ? Les plantes perçoivent-elles les sons ? 🔊

Accompagnées des étudiantes et étudiants du Master 2 « Risques et Environnement » d’Université Paris Cité 🎓, nous plongeons dans les recherches scientifiques actuelles pour décrypter ces dialogues invisibles, entre faits établis et hypothèses prometteuses.

Le mot communication vient du latin communicare, qui signifie « mettre en commun ». Appliqué aux plantes, il ne s’agit évidemment pas de langage au sens humain, mais de transmission d’informations biologiques entre individus. La communication végétale désigne l’ensemble des processus par lesquels une plante émet un signal (chimique, électrique ou physique) qui est perçu par une autre plante ou un autre organisme et entraîne une réponse mesurable. Ces signaux peuvent être : aériens (composés volatils), souterrains (via le sol ou les réseaux mycorhiziens), ou internes (signaux électriques ou hormonaux).

Mettre en commun implique également de parler un même “langage”, c’est une relation réciproque entre un émetteur et un receveur, avec ou sans intention.

La communication interne : le courant végétal

Lorsqu’une feuille est mordue, une onde électrique se propage dans la plante, depuis la zone atteinte jusqu’aux racines. Ce signal permet à l’organisme végétal de percevoir une perturbation et d’y répondre de façon coordonnée. Loin d’être un simple réflexe, c’est une transmission biophysique d’information, comparable à un flux traversant le corps humain lorsqu’on touche une surface brûlante : la plante est informée avec précision, sans nerfs, mais efficacement. Dès 1873, le biologiste John Burdon-Sanderson observe un signal électrique déclenché au contact des feuilles de la dionée. En 1901, Jagadish Chandra Bose confirme l’omniprésence de cette signalisation électrique végétale. La manière dont nos cellules communiquent trouve donc un écho dans le monde végétal, révélant une sensibilité et une coordination insoupçonnées.

Parallèlement, des signaux hormonaux ou chimiques se propagent également dans la plante depuis la zone de simulation vers le reste de l’organisme. Les phytohormones en particulier jouent un rôle important, subtils mélanges variés, qui selon la dose, la localisation et la durée de diffusion, vont jouer des rôles parfois opposés. D’autant qu’il s'agit le plus souvent de cocktails d’hormones multiples mais qui détermine fortement les comportements de la plante par la suite, notamment sa croissance ou ses capacités de défense.

Extrait du livre "Sensibles par nature : la vie invisible des plantes révélées par les sciences"

La communication aérienne : les messages volatils

Mais ces communications internes ne restent pas confinées à la plante. Elle peut déclencher la libération de composés organiques volatils (COVs), messages chimiques transportés par l’air. Ces signaux alertent les voisines d’un danger ou attirent des auxiliaires protecteurs.

Une étude de 2015 à l’université de Turin a montré que des plants de tomate exposés à un COV produit par des plants de tabac attaqués par des pucerons activaient leur propre défense. Les pucerons devenaient moins attirés, leur développement ralentissait, tandis que les parasitoïdes, ennemis naturels des pucerons, étaient attirés. La tomate anticipait donc le danger, en modifiant son métabolisme et en coordonnant une défense préventive.

Richard Karban et son équipe l’avaient déjà montré en 2000 : l’armoise libère du méthyl jasmonate lorsqu’elle est blessée, et les plantes voisines le perçoivent, ajustant leurs défenses pour réduire les dommages.

Pour illustrer l’impact de ces signaux, une chronique a été réalisée par Quentin Paret, Nathamael Grand, Tristan Lambert et Axel Luis Ribeiro, intitulée “Quand les mésanges communiquent avec les arbres”.

Cet exemple souligne que la communication végétale est multidimensionnelle et subtile : électrique, chimique, visuelle et implique également des animaux.

Extrait du livre "Sensibles par nature : la vie invisible des plantes révélées par les sciences"

La communication souterraine : rhizosphère et mycorhizes

Sous nos pieds, des échanges tout aussi subtils se produisent entre plantes et champignons. Pour découvrir comment ces réseaux souterrains permettent aux plantes de partager informations et ressources, une chronique a été réalisée par Olivier Evrard, Enzo Limeux, Aude Maheu et Romane Moreau.

Ce qui est intéressant dans ce décryptage d'article, c'est d'appréhender les potentialités de communication entre plantes via les mycorhizes. De nombreux fantasmes existent à ce propos et la preuve de concept est une information essentielle dans ce type d'étude complexe qui implique plusieurs organismes dans des environnements difficiles à reproduire en laboratoire.

En effet, les mycorhizes, qui sont des symbioses mutualistes entre racines et champignons, relation étroite que nous avons développé dans notre épisode consacré. Parfois amplifié et fantasmé en un réseau à l’échelle de la forêt ou wood wide web, il permettrai aux plantes d’échanger sur de grandes surfaces et en souterrain. A l’heure actuelle, des études, notamment menées par Suzane Simard, montrent que certaines plantes comme les pins sont capables d’échanger sucres et signaux chimiques : les arbres-mères peuvent nourrir les jeunes pousses, et les plantes alertées d’une attaque préparent leurs défenses avant même d’être touchées. Par ailleurs, Les Glomeromycètes, champignons mycorhiziens, transfèrent jusqu’à 70 % du phosphore acquis dans le sol aux plantes de riz, comme le montre l’étude de Yang et al. (2012). Dans certaines forêts, les grands arbres, via les mycorhizes, peuvent fournir du carbone et des nutriments aux jeunes pousses, améliorant leur survie (Simard et al., 2015).

Dans la rhizosphère, la zone dans laquelle se situe le système racinaire, les racines détectent les molécules émises par celles des plantes voisines mais aussi par les microbes qui y cohabitent. Bactéries, champignons, tardigrades et nématodes participent à ce forum chimique où chaque message influence la croissance, la nutrition et la défense. Bacillus subtilis, une bactérie protectrice, forme un biofilm autour des racines. Lorsqu’une attaque est détectée sur les feuilles, la plante sécrète une molécule qui attire spécifiquement cette bactérie protectrice pour renforcer ses défenses, comme l’ont montré Thimmaraju Rudrappa et son équipe en 2008. Ainsi, dans le sol également les échanges sont constants et influencent les équilibres et dynamiques des vivants.

Extrait du livre "Sensibles par nature : la vie invisible des plantes révélées par les sciences"

Une communication intégrée et stratégique

Tous ces signaux – électriques, chimiques et via le réseau mycorhizien – travaillent de concert. C’est une coordination complexe, qui permet aux plantes de percevoir, traiter et réagir au monde qui les entoure, de manière proactive.

La communication est également sélective : elle fonctionne mieux entre plantes proches génétiquement, ou dans le cadre de symbioses précises avec des pollinisateurs, insectes ou microbes. Cette communication est alors le fruit d’une coévolution de plusieurs millions d’années et dans ces cas effectivement , le langage est commun. Certaines orchidées, comme celles du genre Ophrys, imitent visuellement et chimiquement les femelles d’insectes mâles. Pour illustrer ce mimétisme, une chronique a été réalisée par Dorine Hurel, Anais Persico, Héloise Cannac et Leaticia Remblin sur l’Ophrys speculum. Elle décrit comment l’orchidée trompe une guêpe à l’aide de signaux olfactifs, visuels et tactiles,une forme sophistiquée de communication pour assurer la reproduction.

Cette fleur  d’Ophrys insectifera ressemble à s’y tromper à un insecte.

Communication sonore ?

Et finalement, l’une des plus grandes avancées ces dernières années concerne une forme de communication que l'on n'imaginait pas chez les plantes, mais qui commence à se dessiner ou qui offre des perspectives de recherche prometteuses et passionnantes : la communication par les sons.

En effet, les plantes perçoivent les sons et peuvent y répondre de manière adaptée lorsque ces sons ont un sens biologique acquis au cours de l’évolution comme le son du battement d’ailes des pollinisateurs de l’oenothère drummondii ou le son d’une rivière pour les racines de maïs. De plus en plus de chercheurs se penchent sur la question, notamment si l’émission de sons par les plantes est une forme de communication.

Par exemple, lorsqu’ une plante en manque d’eau ou est blessée, il se forme des bulles dans ces vaisseaux dans lesquels circulent la sève. Ces bulles sont ce qu’on appelle des phénomènes de cavitation et émettent des sons inaudibles à nos oreilles, des ultrasons comparables aux fréquences émises par les chauves souris.

Mina Feigenbrügel, oscar Shwartz et Antoine Maestro décryptent pour nous une étude passionnante sur ses sons émis par les plantes et leur potentiel informatif.

Les plantes ne restent jamais inertes. Dans le sol, les racines détectent et réagissent aux signaux chimiques de leurs voisines et des microbes qui les entourent. Dans l’air, les feuilles diffusent des composés volatils qui modifient subtilement l’activité des plantes alentour. Sous terre, les mycorhizes tissent des connexions qui alimentent les flux de nutriments et d’eau à travers les écosystèmes. Même les impulsions électriques qui traversent une feuille lorsqu’elle est attaquée participent à cette circulation d’information. Les plantes sont en communication permanente avec le monde qui les entoure, à l’image de tous le vivant.

Ces phénomènes témoignent d’un monde végétal qui fonctionne comme un réseau vivant, complexe et sensible, ajustable où chaque signal, chaque échange, a sa place. Observer ces interactions, c’est percevoir la richesse et la finesse des relations entre organismes, une orchestration précise qui soutient la vie autour d’elles et permet d’appréhender un environnement dynamique dans une vision holistique.

Dans un jardin, dans une forêt ou simplement entre les plantes de notre balcon, ces échanges invisibles continuent sans relâche. Les plantes sont une forme de vie qui nous apparaît délicate, elle est en réalité faite de communications subtiles et d’adaptations constantes, et c’est dans cette singularité que se révèle leur étonnante capacité de communication.

Pour en savoir plus :

Mäntylä, E., Kipper, S., & Hilker, M. (2020). Insectivorous birds can see and smell systemically herbivore-induced pines. Ecology and Evolution

Thomas, M. A., & Cooper, R. L. (2022). Building bridges: Mycelium–mediated plant–plant electrophysiological communication. Plant Signaling & Behavior

Thimmaraju Rudrappa et al., « Root-Secreted Malic Acid Recruits Beneficial Soil Bacteria », Plant Physiology, 2008 Nov;148(3):1547-56.

Roeland L. Berendsen, Corné M.J. Pieterse et Peter A.H.M. Bakker, « The rhizosphere microbiome and plant health », Trends in Plant Science, 2012 Aug;17(8):478-86.

Francisco, A., & Ascensão, L. (2024). Osmophore structure and labellum micromorphology in Ophrys speculum (Orchidaceae): New interpretations of floral features and implications for a specific sexually deceptive pollination interaction. Plants

Marine Veits et al., « Flowers respond to pollinator sound within minutes by increasing nectar sugar concentration », Ecology Letters, 2019 Sep ; 22(9):1483-92.

Monica Gagliano, Stefano Mancuso et Daniel Robert, « Towards understanding plant bioacoustics », Trends in Plant Science, 2012 Jun ; 17(6):323-5.

Khait, I., Lewin-Epstein, O., Sharon, R., Saban, K., Goldstein, R., Anikster, Y., Zeron, Y., Agassy, C., Nizan, S., Sharabi, G., Perelman, R., Boonman, A., Sade, N., Yovel, Y., & Hadany, L. (2023). Sounds emitted by plants under stress are airborne and informative. Cell