Comment les plantes savent-elles que c’est l’automne s’il fait encore chaud ? La réponse est dans la journée

Imaginons une journée début octobre : dehors il fait encore 25°C, le soleil est chaud et certainsautomne il ne semble y avoir aucune trace. Pourtant, de nombreuses usines ont déjà commencé à se préparer au changement de saison. Certaines arrêtent progressivement leur croissance, d’autres modifient leur métabolisme, tandis que les espèces qui perdent leurs feuilles initient les processus qui précèdent la sénescence. Mais comment comprennent-ils que l’été touche à sa fin si la température est encore celle d’une journée d’été ? La réponse, au moins en partie, réside dans heures de lumière.

Contrairement à la température, qui peut varier considérablement d’un jour à l’autre, la durée du jour change régulièrement tout au long de l’année. Pour cette raison, comme l’explique une étude publiée dans Revue annuelle de la biologie végétaleLe photopériode (la quantité de lumière et d’obscurité sur une période de 24 heures) représente un signal utile pour de nombreuses plantes pour synchroniser leur développement avec la succession des saisons.

Les plantes mesurent la durée du jour grâce à la lumière

Les plantes ne comptent pas les heures comme nous, mais elles disposent de systèmes biologiques capables de relier la lumière à la leur. horloge circadiennele mécanisme interne qui marque de nombreux processus au cours de 24 heures. La mesure de la photopériode naît précisément de l’intégration entre cette information temporelle et les signaux reçus de photorécepteurs spécifiques.

L’un des exemples les mieux étudiés est celui de Arabidopsis thaliana. Chez cette plante, l’horloge circadienne permet de déterminer le moment où le facteur de transcription est produit CONSTANTES (CO). La lumière peut alors moduler l’activité du CO et, dans des conditions typiques des longues journées, le CO favorise l’expression des gènes LIEU EN FLEUR T (FT)impliqué dans l’activation de la floraison. De cette façon, la plante peut distinguer, au niveau moléculaire, les jours plus longs des jours plus courts.

Toutefois, le principe ne concerne pas que la floraison. Chez les plantes vivaces, la modification de la photopériode peut également aider à réguler la transition. de la croissance à la dormance. Chez les peupliers par exemple, le raccourcissement des jours d’automne est un signal qui contribue à interrompre la croissance et à préparer les bourgeons pour la saison hivernale. Les photorécepteurs et l’horloge circadienne sont impliqués dans ce processus, tandis que la température peut également modifier la réponse de la plante.

Le compte à rebours vers l’hiver commence depuis la lumière

Il est donc possible qu’une plante commence à se préparer à l’arrivée de l’hiver avant qu’il ne fasse vraiment froid. La réduction des heures d’éclairage peut en effet fonctionner comme un signal d’anticipation : chez les plantes arboricoles des régions tempérées et boréales, la photopériode contribue à l’arrêt de la croissance et à l’établissement de la dormance, tandis que la température intervient avec la lumière dans le contrôle de ces transitions saisonnières.

Cela ne signifie cependant pas que toutes les plantes utilisent la photopériode de la même manière, ni que la durée du jour est toujours le signal responsable du jaunissement et de la chute des feuilles. Par exemple, une étude menée sur 116 génotypes naturels de peuplier faux-tremble a montré que, même si le débourrement était compatible avec une réponse à une certaine durée de jour, le début de la sénescence automnale des feuilles ne pouvait pas s’expliquer par la longueur du jour lui-même. Les auteurs concluent donc que, dans ce cas, le signal doit dépendre de la lumière mais être différent d’un simple raccourcissement de la photopériode.

Bref, lorsqu’il fait encore chaud en septembre, une plante ne doit pas forcément attendre que le froid arrive pour comprendre que quelque chose change. La variation de lumière fournit déjà des informations saisonnièresqui peut être intégré à la température et à d’autres signaux environnementaux pour réguler la croissance, la dormance, la floraison et d’autres processus de développement. Il n’existe donc pas un seul « thermomètre d’automne » chez les plantes : il s’agit plutôt d’un système de signaux environnementaux qui leur permet d’anticiper, de différentes manières selon les espèces, les changements de saison.