Les plantes sont sans cesse soumises à contraintes mécaniques extérieures comme le vent ou la pression du sol et elles s’y acclimatent en modifiant leur croissance. Une caractéristique fascinante de cette réponse est qu’elle n’est pas seulement locale mais également non-locale : lorsqu’une tige ou une branche est fléchie, la croissance est peut-être modifiée rapidement à grande distance du point de stimulation.  Ces observations suggèrent l’existence d’un signal rapide se propageant dans l’ensemble de la plante, mais l’origine et la nature de ce signal (chimique, électrique ?) est une question encore largement ouverte.

Récemment, une équipe de l’INRA (laboratoire PIAF, Clermont-Ferrand) a proposé que ce signal soit purement mécanique et basé sur la propagation d’une surpression hydraulique générée par le couplage entre la flexion et l’eau contenue dans les canaux conducteurs de la plante. Pour tester cette hypothèse, des chercheurs du laboratoire IUSTI (CNRS, Marseille) ont adopté une stratégie biomimétique et construit une branche d’arbre artificielle qui imite les principales caractéristiques mécaniques et hydrauliques des branches et tiges végétales. Quand la branche modèle est fléchie, une forte surpression hydraulique apparaît dans les canaux de la branche, qui ne peut pas être expliquée par la théorie classique des poutres minces.

Pour expliquer ce phénomène, les chercheurs ont proposé un mécanisme non-linéaire analogue à celui qui ovalise les tubes minces fléchis (comme lorsque l’on plie une paille). Ils ont ensuite confronté leur prédiction à des expériences menées au PIAF sur des branches d’arbre réelles, représentatives de la diversité des modes de conduction dans le bois. Leur modèle permet de prédire l’ensemble des expériences réalisées sur les branches biomimétiques et naturelles, illustrant l’universalité du mécanisme physique qu’ils proposent.

Cette découverte fournit les bases physiques d’un possible nouveau mode de communication longue-distance chez les plantes, basé sur la propagation rapide de signaux hydrauliques. Il reste encore à déterminer si une telle surpression hydraulique peut induire des réponses physiologiques comme la croissance et comprendre les mécanismes moléculaires sous-jacents. On savait déjà que les plantes étaient des machines hydrauliques et que la pression d’eau y jouait le rôle de muscle pour la croissance et les mouvements. On découvrira peut être bientôt que la pression d’eau joue également le rôle de nerf pour le transport de l’information !