Des scientifiques découvrent dans les fruits des voies pour la circulation de l’air déterminantes pour leur santé

Ce communiqué est disponible en anglais.

Image d’une poire et de sa structure interne, montrant le réseau de circulation de l’air. Click here for more information.

Les poires et les pommes contiennent des voies laissant passer l'air et leur permettant de « respirer ». Ces voies sont des structures microscopiques pour la fourniture d'oxygène et donc des éléments déterminants pour la santé des fruits. Des chercheurs de l'Université Catholique de Leuven en Belgique et de l'Installation Européenne de Rayonnement Synchrotron (ESRF) les ont observés pour la première fois, prouvant ainsi leur existence supposée. Dans les pommes, ces voies apparaissent comme des cavités irrégulières entre les cellules, tandis que dans les poires, elles ont la forme de petits canaux interconnectés. Ces résultats permettent de mieux comprendre comment les fruits se dégradent après leur récolte et apportent une explication scientifique à l'expérience quotidienne montrant que les poires sont plus susceptibles de pourrir pendant leur stockage.

Les pommes et les poires continuent de respirer après leur récolte. Afin que le fruit reste sain, un minimum d'oxygène doit être apporté à toutes les cellules du fruit. Si cela ne se peut, des zones jaunâtres vont apparaître dans le fruit et sa qualité en sera amoindrie. C'est pourquoi les fruits sont conservés dans les chambres froides avec un contrôle précis du niveau d'oxygène.

Image d’une pomme et de sa structure interne, montrant le réseau de circulation de l’air. Click here for more information.

La concentration correcte d'oxygène est corrélée aux mécanismes complexes de l'échange des gaz, de la respiration et de la fermentation dans le fruit. Un échange de gaz restreint conduit à un niveau d'oxygène trop faible dans les cellules.

Des photos en 3D de la microstructure des fruits vont permettre de déterminer et expliquer les taux d'échange des gaz, à quel moment les cellules des fruits commencent à mourir et la pourriture apparaît. Obtenir de telles images n'est pas une chose facile car les fruits contiennent beaucoup d'eau et la résolution et le contraste des scanners 3D médicaux conventionnels ne sont pas suffisants.

L'équipe de Leuven est donc venue à l'ESRF à Grenoble pour réaliser des images tomographiques d'échantillons de fruits. Selon le rapport des chercheurs publié récemment dans la revue « Plant Physiology », l'équipement puissant produit des images 3D avec une précision jusqu'à 1/1000 de millimètre, et avec un contraste suffisant pour séparer les espaces vides des cellules. Ces images sont maintenant utilisées dans des modèles informatiques pour calculer la concentration d'oxygène dans chaque cellule des tissus d'un fruit.

Structure interne de la poire Click here for more information.

« Nous ne savons pas encore très bien comment le réseau de circulation de l'air se développe dans le fruit et pourquoi les pommes ont une structure en cavités alors que les poires ont un réseau de micro-canaux » explique Pieter Verboven, le premier auteur de l'article. Toutefois, les résultats obtenus permettent d'expliquer pourquoi les poires sont tellement sensibles au pourrissement. « Les micro-canaux sont si petits que l'apport d'oxygène au cœur des fruits est extrêmement limité et les cellules sont très vite privées d'air quand le niveau d'oxygène tombe sous le seuil de sécurité » affirme-t-il.

Référence: Verboven, P. et al., 3-D gas exchange pathways in pome fruit characterised by synchrotron X-ray computed tomography. Plant Physiol. 147: 147: 518-527, (2008)