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Comment les plantes utilisent-elles les signaux chimiques?

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Kiran Gurung

Quels sont les liens avec mon programme d'études?

Comment les plantes utilisent-elles les odeurs? Apprenez comment certaines plantes émettent des signaux chimiques pour envoyer des messages à des animaux ou à d’autres plantes.

T’arrive-t-il de mettre du parfum ou de l’eau de Cologne? Tu l’as peut-être déjà fait pour attirer l’attention d’une personne importante à tes yeux. Ou peut-être simplement pour sentir bon et avoir une sensation agréable! 
Nous ne sommes pas les seuls à utiliser des odeurs. Savais-tu que les animaux et les plantes ont recours à une multitude de moyens fascinants pour interagir entre eux?

Le savais-tu? 

Certains types d’odeurs dégagées par les plantes attirent les insectes. Par exemple, les abeilles et les papillons sont attirés par les odeurs sucrées, tandis que les coléoptères préfèrent les odeurs épicées ou fruitées.

À gauche : Les abeilles préfèrent les odeurs sucrées. À droite : Les coléoptères préfèrent les plantes qui dégagent une odeur épicée ou fruitée.
À gauche : Les <a href="https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Anthophora_on_Salvia_1.jpg">abeilles</a> préfèrent les odeurs sucrées. À droite : Les <a href="https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Acmaeodera_Jewel_Beetle_(16856161162).jpg">coléoptères</a> préfèrent les plantes qui dégagent une odeur épicée ou fruitée. (Sources : <a href="https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Anthophora_on_Salvia_1.jpg">Abeille</a> – Gideon Pisanty (Gidip) גדעון פיזנטי [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)]; <a href="https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Acmaeodera_Jewel_Beetle_(16856161162).jpg">Coléoptère</a> – Insects Unlocked [CC BY 2.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/2.0)])

Certains animaux utilisent des odeurs pour attirer des partenaires. Par exemple, la reine-abeille secrète des phéromones pour attirer les faux bourdons (abeilles mâles). Le cerf porte-musc produit du musc pour attirer les femelles. Quant aux mouffettes, elles arrosent pour se protéger des prédateurs.

Mais tu sais quoi? Les plantes aussi ont recours à des odeurs! 

Certaines plantes répandent une odeur pour se défendre. Ainsi, lorsqu’elles sont attaquées par la chenille de la piéride du chou (Pieris rapae), certaines plantes, comme le chou ou le brocoli, dégagent une odeur qui attire les prédateurs de cette chenille, par exemple la guêpe parasite.

Lorsqu’une feuille est endommagée par une chenille, elle secrète des substances volatiles qui attirent les parasites de la chenille, par exemple la guêpe parasite.
Lorsqu’une feuille est endommagée par une chenille, elle secrète des substances volatiles qui attirent les parasites de la chenille, par exemple la guêpe parasite. (Source : © Kiran Gurung, 2018, reproduit avec autorisation)

As-tu déjà senti l’odeur terreuse du gazon fraîchement coupé en passant près d’une pelouse pendant qu’on la tondait? De fait, en dégageant cette odeur, le gazon envoie un signal d’alarme en réaction à l’« attaque » menée par la tondeuse. Malheureusement pour le gazon, la tondeuse n’a aucun prédateur qui pourrait être attiré par cette odeur.

Dans certains cas, les plantes attaquées émettent une odeur sous la forme de composés organiques appelés « substances volatiles ». D’abord en phase liquide ou solide, les composés organiques volatiles (COV) passent facilement à l’état gazeux. Un groupe de COV comprend des composés à six atomes de carbone appelés « substances volatiles des feuilles ». Il s’agit des substances qu’émettent certaines plantes lorsqu’elles sont attaquées par des insectes nuisibles. 
 

Structure de certaines substances volatiles des feuilles. De gauche à droite : cis-acétate de 3–hexényle, cis-3-hexén-1-ol et cis-3-hexénal.
Structure de certaines substances volatiles des feuilles. De gauche à droite : cis-acétate de 3–hexényle, cis-3-hexén-1-ol et cis-3-hexénal. (Source : Parlons sciences d’après des images créées dans molview.org )

Le savais-tu? 

De nombreuses plantes émettent des substances volatiles par ruse pour inciter les insectes ou les autres pollinisateurs à les polliniser! Par exemple, la fleur de l’orchidée abeille (Ophrys apifera) imite l’odeur et l’apparence de l’abeille femelle pour attirer les abeilles mâles.

Donc souviens-toi que la chimie organique est à la base de cette communication. Une petite quantité de substance permet parfois aux plantes ou aux insectes de dégager des odeurs leur servant à communiquer. Une substance peut répandre une odeur qui semble sucrée et invitante pour un animal ou qui est utilisée comme répulsif pour l’éloigner. Les plantes ne sont pas en mesure de se déplacer d’un endroit à l’autre, mais elles peuvent se servir de ces substances chimiques organiques pour « parler » à d’autres plantes et à des animaux. N’est-ce pas fascinant?

Le savais-tu? 

Les plantes ne se limitent pas à communiquer par voie aérienne. Elles communiquent parfois entre elles par voie souterraine.

Points de départ

Connecter et Relier

  • Es-tu attiré par certaines odeurs dans la nature (par exemple celle des fleurs, du sol, des feuilles mouillées ou du gazon fraîchement coupé)? Quelles odeurs trouves-tu agréables? Lesquelles te déplaisent?
  • Utilises-tu parfois du parfum ou de l’eau de Cologne? Explique pourquoi.
  • Remarques-tu l’odeur des autres personnes? Trouves-tu que certaines personnes dégagent une odeur attirante? Explique ta réponse.

Connecter et Relier

  • Es-tu attiré par certaines odeurs dans la nature (par exemple celle des fleurs, du sol, des feuilles mouillées ou du gazon fraîchement coupé)? Quelles odeurs trouves-tu agréables? Lesquelles te déplaisent?
  • Utilises-tu parfois du parfum ou de l’eau de Cologne? Explique pourquoi.
  • Remarques-tu l’odeur des autres personnes? Trouves-tu que certaines personnes dégagent une odeur attirante? Explique ta réponse.

Relier la Science et la Technologie à la Société et à l'Environnement

  • Pourquoi les entreprises parfument-elles leurs produits? Quel est l’intérêt d’ajouter une odeur agréable?
  • À l’heure actuelle, les parfums sont interdits dans de nombreux lieux publics, car certaines personnes souffrent d’hypersensibilité ou d’allergie aux parfums. Est-il raisonnable de s’attendre à ce que les gens se conforment à ce type de règlement? À ton avis, est-il possible d’éliminer toutes les odeurs dans les lieux publics? Explique pourquoi.
  • Analyse les avantages et les inconvénients de l’utilisation de substances volatiles des feuilles comme pesticides.

Relier la Science et la Technologie à la Société et à l'Environnement

  • Pourquoi les entreprises parfument-elles leurs produits? Quel est l’intérêt d’ajouter une odeur agréable?
  • À l’heure actuelle, les parfums sont interdits dans de nombreux lieux publics, car certaines personnes souffrent d’hypersensibilité ou d’allergie aux parfums. Est-il raisonnable de s’attendre à ce que les gens se conforment à ce type de règlement? À ton avis, est-il possible d’éliminer toutes les odeurs dans les lieux publics? Explique pourquoi.
  • Analyse les avantages et les inconvénients de l’utilisation de substances volatiles des feuilles comme pesticides.

Explorer les Concepts

  • Qu’est-ce qu’un composé organique volatil (CVO)?
  • Qu’est-ce qu’une phéromone? Quels sont les différents types de phéromones? Quelles fonctions les phéromones peuvent-elles remplir? (Remarque : Il te faudra faire une recherche supplémentaire pour répondre à cette question.)
  • Fais une recherche pour en savoir plus sur le ou les types de substances volatiles ou de phéromones que produit une certaine plante. Décris le rôle que jouent ces substances dans la survie et le cycle de vie des espèces.

Explorer les Concepts

  • Qu’est-ce qu’un composé organique volatil (CVO)?
  • Qu’est-ce qu’une phéromone? Quels sont les différents types de phéromones? Quelles fonctions les phéromones peuvent-elles remplir? (Remarque : Il te faudra faire une recherche supplémentaire pour répondre à cette question.)
  • Fais une recherche pour en savoir plus sur le ou les types de substances volatiles ou de phéromones que produit une certaine plante. Décris le rôle que jouent ces substances dans la survie et le cycle de vie des espèces.

Nature de la Science / Nature de la Technologie

  • Conçois une recherche ou une enquête pour comparer l’identification des odeurs et la préférence pour certaines d’entre elles. Fais cette recherche ou ce sondage en utilisant comme sujets des camarades de classe.

Nature de la Science / Nature de la Technologie

  • Conçois une recherche ou une enquête pour comparer l’identification des odeurs et la préférence pour certaines d’entre elles. Fais cette recherche ou ce sondage en utilisant comme sujets des camarades de classe.

Suggestions d'enseignement

  • L’article peut servir pour l’enseignement et l’apprentissage des types de substances organiques ou des mécanismes d’adaptation de plantes ou d’animaux faisant appel à l’odorat. Il introduit les concepts des composés organiques volatils (CPV) et de l’utilisation des odeurs par les plantes pour communiquer.
  • Avant de lire l’article, les élèves peuvent répondre dans le cadre d’une discussion en classe aux questions posées sous la rubrique Faire des liens ci-dessus.
  • Après avoir lu l’article, les élèves peuvent utiliser une stratégie d’apprentissage axée sur la toile de définition du concept portant sur les composés organiques volatils (COV) pour mieux comprendre ce concept. Il est possible de télécharger les fiches reproductible de la toile de définition du concept prête à utiliser en formats [document Google] ou [.pdf].
  • Comme activité d’enrichissement reposant sur l’expression orale, les élèves peuvent aussi débattre de l’intérêt d’adopter dans leur école une politique d’interdiction des parfums en utilisant un organisateur du pour et du contre afin de structurer leur argumentation. Il est possible de télécharger les fiches reproductible de la toile de définition du concept prête à utiliser en formats [document Google] ou [.pdf].

Suggestions d'enseignement

  • L’article peut servir pour l’enseignement et l’apprentissage des types de substances organiques ou des mécanismes d’adaptation de plantes ou d’animaux faisant appel à l’odorat. Il introduit les concepts des composés organiques volatils (CPV) et de l’utilisation des odeurs par les plantes pour communiquer.
  • Avant de lire l’article, les élèves peuvent répondre dans le cadre d’une discussion en classe aux questions posées sous la rubrique Faire des liens ci-dessus.
  • Après avoir lu l’article, les élèves peuvent utiliser une stratégie d’apprentissage axée sur la toile de définition du concept portant sur les composés organiques volatils (COV) pour mieux comprendre ce concept. Il est possible de télécharger les fiches reproductible de la toile de définition du concept prête à utiliser en formats [document Google] ou [.pdf].
  • Comme activité d’enrichissement reposant sur l’expression orale, les élèves peuvent aussi débattre de l’intérêt d’adopter dans leur école une politique d’interdiction des parfums en utilisant un organisateur du pour et du contre afin de structurer leur argumentation. Il est possible de télécharger les fiches reproductible de la toile de définition du concept prête à utiliser en formats [document Google] ou [.pdf].

En savoir plus

Références

Paré, P., & Tumlinson, J. (1999). Plant volatiles as a defense against insect herbivores. Plant Physiology, 121(2), 325-332. DOI: 10.1104/pp.121.2.325

Rosenkranz, M., & Schnitzler, J. (2016). Plant volatiles. Els, 1-9. DOI: 10.1002/9780470015902.a0000910.pub3

Scala, A., Allmann, S., Mirabella, R., Haring, M., & Schuurink, R. (2013). Green leaf volatiles: A plant’s multifunctional weapon against herbivores and pathogens. International Journal Of Molecular Sciences, 14(9), 17781-17811. DOI: 10.3390/ijms140917781