video: Turns out it takes a combination of prodding and a lot of communication and guidance view more
Credit: McGill University
Selon une étude publiée dans le numéro de septembre 2018 de la revue Technology, la reproduction chez les plantes reposerait sur une poussée énergique et une bonne dose de communication.
Il s'agit d'un processus semé d'embûches. Chaque grain de pollen contient deux cellules reproductrices mâles, incapables de se déplacer seules, et l'ovule est profondément enfoui dans le pistil (organe femelle de la fleur). Pour atteindre l'ovule, la cellule reproductrice mâle dépend donc d'un tube pollinique qui s'étend à travers les tissus du pistil. Les tubes polliniques, structures envahissantes présentant la croissance la plus rapide de toutes les cellules du règne végétal (jusqu'à 1 ou 2 cm à l'heure, ou 500 fois leur taille originale), mesurent parfois jusqu'à 30 cm, selon l'anatomie de la fleur. Afin de féconder l'ovule, le tube pollinique (dont le diamètre est de 1/20 à 1/5 celui d'un cheveu humain) doit faire son chemin au travers d'un réseau complexe de tissus et surmonter les obstacles qu'il rencontre.
Ce phénomène, bien documenté, exige une communication au niveau cellulaire avec les tissus femelles de la fleur, mais on en sait relativement peu sur les mécanismes cellulaires en jeu. C'est pourquoi des scientifiques des universités McGill et Concordia ont uvré de concert afin d'étudier la force de croissance de tubes polliniques au moyen d'une puce microfluidique.
« D'un point de vue mécanique, le processus menant à l'allongement du tube pollinique est semblable à celui qui préside à la progression du cathéter à ballonnet au cours d'une angioplastie - des forces sont générées par le liquide sous pression », explique Muthukumaran Packirisamy, du Département de génie mécanique, industriel et aérospatial de l'Université Concordia. « Nous avons donc conçu une micropoutre avec jauge intégrée sur laquelle les tubes polliniques devaient exercer une pression pour continuer d'allonger. »
Anja Geitmann, auteure en chef de l'étude, qui travaillait auparavant à l'Université de Montréal et est maintenant titulaire d'une chaire de recherche du Canada au Département des sciences végétales de l'Université McGill, ajoute :
« Grâce à la technologie des puces microfluidiques, nous avons pu observer ce qui se passait réellement dans le tube pollinique au cours de sa croissance, et mesurer ce phénomène. Nous avons découvert que la pression de l'eau et la force qu'exercent ces cellules microscopiques lorsqu'elles poussent à travers les tissus de la plante pour atteindre leur destination peuvent être comparées à celles de l'air que nous mettons dans les pneus de nos voitures pour leur permettre de rouler. Nous sommes d'autant plus enthousiastes, car nous avons découvert que des changements se produisent dans le mode de croissance du tube pollinique lorsque ce dernier se bute à un obstacle, ce qui donne à penser que les cellules sont, d'une certaine façon, capables de "sentir" la résistance physique au sein de leur milieu et d'y réagir. C'est passionnant de pouvoir visualiser ce processus, et cela soulève de nombreuses questions des plus intéressantes sur la communication entre les cellules mâles et femelles. »
###
Cette étude a été financée par le Fonds de recherche du Québec - Nature et technologies et par une chaire de recherche de l'Université Concordia.
Pour consulter l'article « Measuring the growth force of invasive plant cells using Flexure integrated Lab-on-a-Chip (FiLoC) », par Mahmood Ghanbari, Muthukumaran Packirisamy et Anja Geitmann, visitez le https://www.worldscientific.com/doi/pdfplus/10.1142/S2339547818500061
Personnes-ressources :
Anja Geitmann, Département des sciences végétales, Université McGill
Anja.geitmann@mcgill.ca
Katherine Gombay, Relations avec les médias, Université McGill
Katherine.gombay@mcgill.ca, 514 398-2189
Journal
TECHNOLOGY