Stratégies de Défense des Plantes face aux Herbivores et Pathogènes

Introduction aux Défenses des Plantes

Les plantes, contrairement aux animaux, ne peuvent pas se déplacer pour échapper aux menaces. Elles ont donc évolué des systèmes de défense sophistiqués pour survivre aux attaques des herbivores (animaux qui les mangent) et des pathogènes (microorganismes qui causent des maladies).

Ces défenses peuvent être classées en deux grandes catégories: les défenses constitutives, qui sont toujours présentes dans la plante, et les défenses induites, qui sont activées seulement lorsqu'une attaque se produit.

Défenses Constitutives: Obstacles Physiques et Chimiques Préexistants

Les défenses constitutives sont les premières lignes de défense des plantes. Elles sont présentes en permanence et offrent une protection de base contre les herbivores et les pathogènes.

• Barrières Physiques: L'épiderme, la couche externe de la plante, est souvent recouvert d'une cuticule cireuse imperméable, qui rend difficile la pénétration des pathogènes et la digestion par les herbivores. Des épines, des aiguillons ou des poils peuvent également décourager les animaux de brouter. Un exemple typique est le rosier et ses épines.
• Défenses Chimiques: Les plantes produisent une variété de composés chimiques toxiques ou répulsifs pour les herbivores et les pathogènes. Ces composés peuvent être présents dans les feuilles, les tiges, les racines ou les fruits. Exemples incluent les tanins (qui rendent les feuilles indigestes), les alcaloïdes (comme la nicotine du tabac, toxiques pour les insectes), et les huiles essentielles (qui repoussent les insectes).

Défenses Induites: Une Réponse Active à l'Attaque

Les défenses induites sont activées en réponse à une attaque par un herbivore ou un pathogène. Elles permettent à la plante de cibler spécifiquement la menace et de mobiliser des ressources pour se défendre.

• Réponse d'Hypersensibilité (RH): C'est une forme de suicide cellulaire programmée dans les cellules végétales entourant le site d'infection. En se sacrifiant, ces cellules empêchent le pathogène de se propager au reste de la plante. On observe une petite zone de tissu mort autour du point d'infection.
• Production de Protéines de Défense: Les plantes peuvent synthétiser des protéines spécifiques qui inhibent la croissance des pathogènes ou rendent les plantes moins appétissantes pour les herbivores. Par exemple, la synthèse de protéines PR (Pathogenesis-Related proteins) en réponse à une infection.
• Signalisation Systémique Acquise (SSA): Une fois qu'une partie de la plante est attaquée, elle peut envoyer des signaux chimiques au reste de la plante, activant ainsi des défenses à grande échelle. C'est comme un système d'alarme interne qui prépare la plante entière à une éventuelle attaque. Un exemple bien connu est l'acide salicylique, qui joue un rôle clé dans la SSA.

Exemples Concrets de Défenses Végétales

• Tomates: Produisent de la tomatine, un alcaloïde toxique pour de nombreux insectes. La concentration de tomatine diminue à mesure que le fruit mûrit.
• Menthe: Ses feuilles contiennent des huiles essentielles qui repoussent les insectes.
• Chêne: Ses feuilles contiennent des tanins qui les rendent indigestes pour de nombreux herbivores.
• Tabac: Synthétise la nicotine, un puissant insecticide.
• Haricot: Produit des composés qui inhibent la digestion des protéines par les insectes.

Coévolution entre Plantes et Herbivores/Pathogènes

La relation entre les plantes et leurs ennemis naturels est une course aux armements constante. Les herbivores et les pathogènes évoluent pour surmonter les défenses des plantes, tandis que les plantes évoluent de nouvelles défenses pour se protéger. Ce processus de coévolution conduit à une diversité extraordinaire de stratégies de défense et d'attaque dans le monde végétal.

Ce qu'il faut retenir

• Les plantes se défendent contre les herbivores et les pathogènes grâce à des défenses constitutives (toujours présentes) et des défenses induites (activées en réponse à une attaque).
• Les défenses constitutives incluent les barrières physiques (épines, cuticule cireuse) et les composés chimiques toxiques ou répulsifs (alcaloïdes, tanins, huiles essentielles).
• Les défenses induites incluent la réponse d'hypersensibilité (RH), la production de protéines de défense (protéines PR) et la signalisation systémique acquise (SSA).
• La coévolution entre les plantes et leurs ennemis naturels conduit à une diversité extraordinaire de stratégies de défense et d'attaque.