Lumière et sténographes sur la chimie et les émissions de « mousse »

Une étude conjointe récente de l'IDAEA-CSIC et du CREAF a exploré les chimie cachée de la mousse et des hépatiques, et a étudié les facteurs qui influencent leurs émissions de différents composés chimiques volatils.

Quand on pense plantes, il est facile d’imaginer des arbres imposants ou des plantes de formes et de couleurs variées, mais mousses et autres bryophytes Ils passent généralement inaperçus. Ces petites et modestes plantes habitent la Terre depuis des millions d’années et gardent un secret fascinant : elles émettent des composés chimiques volatils qui pourraient être utilisés pour se défendre contre le stress environnemental.

Une étude récente, dirigée par Ana María Yáñez-Serrano, chercheuse associée au CREAF et à l'IDAEA-CSIC, suggère que cette capacité pourrait les aider à survivre et à s'adapter au changement climatique, comme c'est le cas pour d'autres plantes supérieures. L'étude montre que les bryophytes émettent des composés organiques volatils (COV), des molécules qui Ils permettent à de nombreuses plantes de « communiquer » entre eux et avec les écosystèmes qui les entourent. Bien que la communication par les COV ait déjà été documentée chez d’autres espèces végétales, le cas des bryophytes reste un mystère.

Ces recherches, même si elles ne décryptent pas complètement les fonctions de ces composés chez les bryophytes, ouvrent de nouvelles pistes de recherche pour mieux comprendre leur langage chimique et le rôle essentiel qu'ils pourraient jouer dans la équilibre des écosystèmes terrestres.

Ces messages chimiques ont une double fonction dans les plantes, et il est possible qu'avec davantage d'études sur les bryophytes, nous puissions également observer ces mécanismes chez elles. D’une part, ces composés pourraient activer la maturation pour croître, et d’autre part, se coordonner entre les espèces pour faire face à des défis tels que la chaleur, la sécheresse, la compétition pour la lumière ou la prédation. UN un exemple fascinant est l'isoprènequi est considérée comme une hormone volatile qui déclenche une réaction immédiate pour se défendre contre le stress thermique en quelques minutes. Un autre exemple est le limonène, qui agit comme un répulsif direct contre d'éventuels prédateurs.

«La plupart des espèces de bryophytes que nous avons analysées dans le cadre de l'étude n'avaient pas été mesurées jusqu'à présent. Ce que nous avons découvert grâce à cette recherche nous aidera à mieux comprendre comment ils communiquent et ce qui déclenche l'émission de composés organiques volatils par les bryophytes», Ana María Yáñez-Serrano, chercheuse associée au CREAF et IDAEA-CSIC.

Mousses et changement climatique

Face au réchauffement climatique, les plantes développent des stratégies pour résister au stress thermique, et les bryophytes ne font pas exception. L'étude de Yáñez-Serrano révèle que le émissions volatiles des mousses Ils augmentent lorsque les températures augmentent, suggérant un possible mécanisme de protection naturel. Les isoprénoïdes, en particulier, aident à réduire les radicaux libres présents dans les feuilles, protégeant ainsi les plantes de la chaleur excessive et du dessèchement.

De plus, dans les zones boréales et tropicales, où ces plantes couvrent de vastes étendues de sol, leurs émissions volatiles peut influencer la chimie atmosphériquepuisque ces composés sont des précurseurs d'aérosols qui affectent le rayonnement et la formation des nuages.

Ce que révèle cette recherche est curieux : toutes les espèces de bryophytes ne « s’expriment » pas de la même manière. Certains, considérés comme de gros émetteurs, libèrent de généreuses quantités de composés volatils lorsqu’ils ont une plus grande productivité, c’est-à-dire un niveau de photosynthèse plus élevé—.

En revanche, d’autres sont classés comme faibles émetteurs, produisant des quantités beaucoup plus discrètes. Qu’est-ce que cela implique ? Les espèces qui libèrent davantage de composés volatils pourraient avoir un avantage concurrentiel, par exemple en repoussant plus efficacement les prédateurs. Ana Yáñez-Serrano explique que cette différence pourrait être importante non seulement pour le survie individuelle de chaque espècemais aussi pour la santé et l’équilibre de l’écosystème.

Un autre cas qui met en évidence cette dynamique est expliqué par une étude internationale dirigée par Eliška Vicherová, où il a été démontré que la mousse Hamatocaulis vernicosus peut détecter des composés volatils émis par une autre espèce, Sphagnum flexuosum, et affecter non seulement sa propre croissance, mais aussi la composition de ses émissions.

La méthodologie utilisée pour cette étude était rigoureuse et complexe, car mesurer les émissions volatiles de plantes aussi petites et délicates que les bryophytes constitue un défi technique. Des chambres de mesure de la photosynthèse ont été utilisées pour étudier 26 espèces de bryophytes qui Ils vivent dans des écosystèmes provenant de sources montagneuses du nord-est de l'Espagne. « Les bryophytes sont de petites plantes extrêmement sensibles, et mesurer leurs émissions volatiles a été un défi. Même le moindre changement dans leur environnement peut modifier la quantité ou le type de composé qu'ils émettent », explique Ana Yáñez-Serrano.

« Avec ce nouveau regard sur les mousses et les hépatiques et leur surprenante capacité à communiquer et à s'adapter, la porte s'ouvre à un large éventail de connaissances », explique Yáñez-Serrano. Dans un contexte où le changement climatique met en péril la biodiversité mondiale, ces organismes minuscules mais extraordinaires nous rappellent que dans la nature il n'y a rien d'insignifiant.

Que pourraient nous révéler d’autre ces plantes, pionnières de la colonisation des terres arides ? Peut-être que les réponses à d’autres mystères sont cachées dans ses secrets chimiques et invisibles, mais il est indéniable que son rôle dans l'équilibre de la planète On commence tout juste à le déchiffrer. Ils ont encore beaucoup à nous dire.

Cette étude sur les mousses a été dirigée par Ana Yánez-Serrano de l'IDAEA-CSIC et CREAF, et Joan Llusià, Iolanda Filella, Josep Peñuelas et Marcos Fernández-Martínez, de CREAF, Jordi Corbera de l'ICHN, Miguel Portillo-Estrada et Ivan Janssens de PLECO, Catherine Preece de l'IRTA et Francesc Sabater du BEECA-UB.

L’étude a analysé 26 espèces différentes d’hépatiques et de mousses et a détecté que certaines espèces émettent plus de composés volatils que d’autres. Parmi les hypothèses envisagées pour expliquer ce phénomène, il y a celle selon laquelle ils pourraient servir à communiquer entre eux et se défendre contre le stress environnemental.