15 choses que les plantes font et que la plupart des gens pensent être réservées aux animaux

La frontière entre les plantes et les animaux semble claire jusqu'à ce que vous regardiez une Dionée attraper-mouches décider si ce qui rampe sur ses lobes vaut la peine d'être mangé. Les plantes n'ont ni cerveau, ni nerfs, ni muscles. Pourtant, elles perçoivent, signalent, bougent et réagissent de manières qui correspondent à des comportements longtemps considérés comme la propriété privée des animaux.

Une partie de la raison pour laquelle cela semble étrange est la vitesse. La plupart des actions des plantes se déroulent trop lentement pour la patience humaine, nous interprétons donc l'immobilité comme de la passivité. Le film en accéléré a changé cela. Les racines sondent le sol comme des langues exploratrices. Les lianes balancent en larges arcs à la recherche de quelque chose à escalader. Les feuilles pivoter pour suivre le soleil à travers le ciel.

L'autre raison est le vocabulaire. Des mots comme mémoire, communication et chasse portent un bagage animal, et les scientifiques débattent de savoir s'ils appartiennent à la botanique. Les mécanismes diffèrent. Les plantes utilisent des impulsions électriques, des gradients chimiques et des hormones plutôt que des neurones. Mais les résultats — compter, se défendre, avertir la parentèle, piéger des proies — sont réels et mesurables.

Ce qui suit est un tour de 15 capacités des plantes qui semblent empruntées au règne animal. Certaines ont été documentées depuis que Charles Darwin a mené des expériences sur les tiges grimpantes et les feuilles carnivores dans sa serre. D'autres proviennent de travaux en laboratoire effectués au cours des deux dernières décennies, utilisant des électrodes, des données d'expression génique et des enregistrements d'insectes mâchonnant.

Rien de tout cela ne nécessite de croire que les plantes pensent ou ressentent. Il suffit de mettre de côté l'hypothèse qu'un organisme enraciné en un seul endroit doit être inerte. Une plante ne peut ni fuir une menace ni chasser un repas, ce qui rend ses résolutions de problèmes plus difficiles, non plus faciles. Les solutions qu'elle a évoluées sont étranges, précises et souvent plus rapides que prévu.

Continuez à lire pour découvrir les plantes qui comptent, celles qui appellent des gardes du corps, celles qui génèrent leur propre chaleur, et celles qui reconnaissent leurs frères et sœurs et écartent leurs racines pour faire de la place.

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Lorsqu'une chenille mâche un plant de maïs, la plante n'absorbe pas seulement les dommages. Le tissu blessé libère un mélange de produits chimiques volatils dans l'air. Ce panache de senteur voyage avec le vent et fait un travail spécifique. Il attire des guêpes parasites qui chassent la chenille responsable des dégâts.

Les guêpes arrivent, pondent leurs œufs à l'intérieur des chenilles et les larves tuent leurs hôtes de l'intérieur. La plante a, en fait, convoqué des tueurs à gages pour résoudre son problème de parasites. L'écologiste chimique Ted Turlings a documenté ce recrutement dans le maïs dans les années 1990, montrant que la plante émet différentes signatures olfactives pour différents attaquants.

Les haricots de Lima font quelque chose de similaire. Lorsque les tétranyques infestent les feuilles, la plante libère des volatils qui attirent les acariens prédateurs. Ces prédateurs mangent les parasites. Le signal n'est pas une alarme générique. Il porte des informations sur l'ennemi présent et atteint un tiers qui peut agir dessus.

C'est une défense indirecte. Plutôt que d'empoisonner directement l'attaquant, la plante recrute un autre organisme comme arme. La stratégie coûte de l'énergie, donc les plantes l'augmentent seulement après le début des dégâts plutôt que de diffuser constamment.

La chimie impliquée est bien cartographiée. Les volatils des feuilles vertes, les terpènes et d'autres composés se combinent en mélanges que les insectes prédateurs apprennent à associer aux proies. Certains prédateurs semblent arriver déjà accordés à l'odeur.

Le comportement brouille une ligne que l'on suppose nette. Appeler à l'aide implique un message, un récepteur et une réponse. Les plantes gèrent les trois sans système nerveux. Elles utilisent la blessure elle-même comme un émetteur et l'air environnant comme canal. La guêpe ou l'acarien boucle la boucle en apparaissant et en mangeant le problème.

Pour un organisme enraciné qui ne peut pas frapper, mordre ou fuir, externaliser la violence à un spécialiste volant est un substitut viable. La plante reste en place et laisse ses recrues faire la chasse.

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La dionée attrape-mouche fait face à un problème. Fermer son piège coûte de l'énergie, et se refermer sur une goutte de pluie ou un débris qui tombe gaspille cet effort. La plante résout cela en comptant.

Chaque lobe du piège porte de minuscules poils déclencheurs. Un seul contact ne fait rien. La plante l'enregistre et attend. Si un second contact suit dans environ 20 secondes, le piège se referme en une fraction de seconde. Deux signaux dans un court laps de temps signifient que quelque chose de vivant se déplace à l'intérieur. Un signal pourrait être n'importe quoi.

Le comptage ne s'arrête pas là. Après la fermeture du piège, l'insecte en difficulté continue de brosser les poils. Environ cinq stimulations au total activent les glandes digestives. D'autres contacts augmentent la production des enzymes qui dissolvent la proie. La plante ajuste son investissement à la vigueur du repas.

Des chercheurs de l'université de Würzburg, dirigés par Rainer Hedrich, ont attribué cela à des signaux électriques. Chaque contact déclenche un potentiel d'action, une impulsion semblable à celles qui voyagent le long des nerfs animaux. La plante compte ces impulsions et franchit des seuils qui déclenchent chaque étape.

Aucun neurone n'est impliqué. Les signaux se déplacent à travers des cellules végétales ordinaires en utilisant des déplacements de particules chargées à travers les membranes. Pourtant, le résultat est un véritable compte, avec une mémoire des contacts précédents suffisamment longue pour comparer avec les nouveaux.

C'est de l'arithmétique au service d'un budget. Fermer, sceller et digérer sont coûteux, donc le piège à mouche conditionne chaque étape à un point de contrôle numérique. Une feuille morte qui atterrit sur le piège ne continuera pas à déclencher les poils, donc le piège se rouvre dans la journée et se réinitialise. Un insecte vivant continue de bouger, continue de compter, et continue de payer pour sa propre dissolution.

Le piège à mouches ne sait pas qu'il compte. Mais le mécanisme remplit la fonction, et la fonction est la même que celle qu'un cerveau animal remplirait à sa place.

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Passez vos doigts le long d'une jeune vrille d'un pois ou d'une passiflore, et en quelques minutes, elle peut commencer à s'enrouler vers le côté que vous avez touché. C'est le thigmotropisme, la croissance guidée par le contact. La vrille balaie l'air jusqu'à ce qu'elle rencontre un support, puis s'enroule autour pour tirer la plante vers le haut.

Charles Darwin a passé des années sur ce comportement. Dans son livre de 1875 sur les plantes grimpantes, il a décrit les vrilles tournant lentement à la recherche de quelque chose à saisir. Il a chronométré leurs balayages et cartographié leurs spirales. Il a conclu que le toucher, pas seulement la lumière ou la gravité, guidait leur croissance.

Le toucher change aussi les plantes qui ne grimpent pas. Les arbres et arbustes secoués par le vent répété poussent plus courts et plus épais que ceux à l'abri. Cette réponse a un nom, la thigmomorphogenèse, et elle explique pourquoi une plante d'intérieur caressée quotidiennement reste plus trapue qu'une laissée seule. La plante interprète le stress mécanique comme un signal pour construire un corps plus robuste.

La détection se fait rapidement. Touchez une vrille et des ions calcium envahissent ses cellules en quelques secondes. Les gènes s'activent. Le côté de la vrille touché ralentit sa croissance tandis que le côté opposé continue de s'étirer, et le décalage plie toute la structure vers le contact.

Certaines plantes transforment le toucher en piège. Les poils déclencheurs d'un piège à mouche et les tentacules collants d'une droséra commencent tous deux par un contact mécanique, puis le transforment en mouvement. Les jardiniers exploitent la réponse générale en brossant les semis pour les maintenir compacts et forts avant de les transplanter.

Rien de tout cela ne nécessite de peau ou de nerfs. La surface de la plante est parsemée de cellules qui détectent la déformation et la traduisent en changement chimique et électrique. Une vigne qui trouve un treillis, un jeune arbre qui se renforce contre un coup de vent, un semis qui se durcit sous la main d'un jardinier — chacun est une plante qui réagit au toucher et ajuste son corps en réponse.

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Une feuille attaquée n'est pas passive. Dans les minutes qui suivent la première morsure d'une chenille, de nombreuses plantes inondent la zone blessée de produits chimiques défensifs. Certaines rendent le tissu plus difficile à digérer. D'autres sont carrément toxiques.

Les plants de tomate et de pomme de terre produisent des inhibiteurs de protéase, des composés qui bloquent les enzymes dont un insecte a besoin pour décomposer les protéines. Une chenille mangeant des feuilles traitées peine à extraire des nutriments et pousse lentement, voire pas du tout. La plante empoisonne son propre tissu à la demande une fois que l'alimentation commence.

D'autres espèces s'appuient sur des armes physiques. Les orties piquantes portent des poils creux chargés d'irritants qui se cassent dans la peau. Les acacias développent de longues épines. De nombreuses graminées imprègnent leurs feuilles de corps de silice microscopiques qui usent les dents des herbivores au fil du temps.

Puis il y a le latex, le liquide laiteux qui s'écoule d'un coupure de laiteron ou de figuier. Il est suffisamment collant pour sceller les pièces buccales d'un insecte et souvent chargé de toxines. Les chenilles monarques ont évolué pour contourner les défenses du laiteron, mais la plupart des insectes ne peuvent pas y faire face.

La réponse n'est pas fixe. Les plantes activent leurs défenses après un dommage plutôt que de payer le coût complet tout le temps. Une hormone appelée acide jasmonique coordonne une grande partie de cela. Lorsque le tissu est déchiré, les niveaux de jasmonate augmentent et activent les gènes des toxines et des inhibiteurs dans toute la plante, pas seulement à la blessure.

Cela signifie qu'une morsure dans une feuille peut préparer des feuilles que l'insecte n'a pas encore atteintes. Toute la plante passe à un état défendu pendant des heures ou des jours. Les animaux de pâturage passent parfois à autre chose car les feuilles deviennent amères et dures plus rapidement qu'ils ne peuvent dénuder une plante.

La stratégie reflète une réponse immunitaire et une riposte réunies. Aucun cerveau ne décide de riposter. Une blessure déclenche une hormone, l'hormone déclenche un arsenal chimique, et un organisme qui ne peut pas fuir se rend coûteux à manger.

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Les plantes peuvent distinguer la famille des étrangers, et elles traitent les deux différemment. La preuve la plus claire vient des racines. Lorsqu'une plante pousse à côté d'un frère ou d'une sœur, elle retient souvent son expansion racinaire. À côté d'une plante non apparentée, elle rivalise intensément, envoyant des racines pour capter l'eau et les nutriments en premier.

Susan Dudley, une biologiste de l'Université McMaster au Canada, a démontré cela avec la roquette de mer, une plante de plage. Dans ses expériences de 2007, les plantes partageant un pot avec des frères et sœurs développaient des systèmes racinaires plus petits et moins agressifs que celles plantées avec des étrangers. Les frères et sœurs, en effet, cessaient de se bousculer.

La logique correspond à l'évolution. Les parents partagent des gènes. Une plante qui nuit à la croissance de ses frères et sœurs gagne peu, car ces derniers portent des copies de son propre matériel génétique. La retenue entre parents peut être payante même lorsqu'elle coûte quelque chose à l'individu.

Comment une racine distingue-t-elle un parent d'un étranger est encore en cours d'élaboration. Les signaux chimiques libérés par les racines semblent porter des informations d'identité. Une plante lit les composés qui s'infiltrent de ses voisins et ajuste son comportement en fonction de leur correspondance avec sa propre signature.

Les effets de la parenté s'étendent au-delà des racines. Certaines plantes arrangent leurs feuilles pour moins ombrager leurs frères et sœurs, partageant la lumière plutôt que de la monopoliser. D'autres modifient le moment de la floraison ou le taux de croissance en fonction de qui est à proximité. La présence de la famille modifie toute la stratégie, passant de la compétition à la tolérance.

Ce comportement semblait autrefois peu probable. La reconnaissance des parents a été étudiée chez les animaux — les spermophiles avertissant leurs parents, les têtards se regroupant avec leurs frères et sœurs — et traitée comme un produit de la mémoire ou de la vue. Les plantes gèrent une version de celle-ci uniquement par la chimie.

Le résultat ressemble à du népotisme sans esprit derrière. Une plante ne décide pas d'être gentille avec son frère. Elle lit une empreinte chimique, la compare à la sienne et pousse différemment en conséquence. Le résultat est du favoritisme envers les parents, réalisé entièrement par les molécules dans le sol.

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Les plantes n'ont pas d'oreilles. Pourtant, elles enregistrent la vibration, y compris la vibration spécifique d'un insecte mastiquant leurs feuilles. Et elles y répondent en armant leurs défenses.

Heidi Appel et Reginald Cocroft, chercheurs à l'Université du Missouri, ont mené l'expérience clé, publiée en 2014. Ils ont enregistré les vibrations qu'une chenille produit en mâchant sur la plante de moutarde Arabidopsis. Puis ils ont diffusé ces vibrations à un nouvel ensemble de plantes qui n'étaient pas du tout en train d'être mangées.

Les plantes qui ont ressenti les vibrations de mastication ont ensuite produit plus de composés défensifs lorsqu'une véritable chenille attaquait. Les plantes exposées au silence ou à des vibrations non liées comme le vent ou le chant des insectes, ne réagissaient pas de la même manière. Les plantes distinguaient le son d'un prédateur du bruit de fond.

Ce n'était pas de l'écoute au sens animal. Les plantes percevaient les vibrations mécaniques à travers leur tissu, probablement par le même mécanisme de détection tactile qui gère le vent et le contact. Mais l'effet était spécifique. Le signal de mastication amorçait une défense que d'autres signaux n'amorçaient pas.

La découverte reformule une vieille question. Les affirmations selon lesquelles les plantes réagissent à la musique circulent depuis des décennies avec peu de soutien solide. La vibration qui importe pour une plante n'est pas une mélodie. C'est le tremblement d'une mandibule traversant une feuille, un signal directement lié à une menace.

Détecter un attaquant avant que les dommages ne se propagent donne à la plante une avance. Une feuille déjà amorcée avec une chimie défensive est un repas pire qu'une feuille prise au dépourvu. La plante n'attend pas de ressentir la blessure complète. Elle lit la vibration qui accompagne l'alimentation et se prépare.

Il n'y a pas d'organe pour cela, pas de tympan, pas de cochlée. La vibration déforme les cellules, les cellules signalent, et la plante modifie sa chimie. Un organisme enraciné en place capte le tremblement de sa propre consommation et y répond.

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Les plantes bougent constamment, bien que généralement trop lentement pour être remarquées. Quelques-unes bougent assez vite pour être vues, et une poignée bougent plus vite que la plupart des animaux ne peuvent réagir.

La sensitive, Mimosa pudica, replie ses folioles en une seconde ou deux après avoir été touchée. Effleurez une feuille et elle s'effondre, puis se penche sur sa tige. Le mouvement fonctionne sur la pression de l'eau. Les cellules à la base de chaque foliole déversent leur eau sur commande, se flétrissent et la feuille s'affaisse. Elle se remplit lentement et se réinitialise en plusieurs minutes.

La utriculaire, carnivore aquatique, est encore plus rapide. Ses pièges sous-marins sont parmi les plus rapides du règne végétal. Lorsqu'une puce d'eau effleure un déclencheur, le piège s'ouvre et aspire l'animal en moins d'une milliseconde. La proie est capturée avant qu'elle ne puisse s'échapper à la nage.

La dionée attrape-mouche se referme en environ un dixième de seconde. Le piège fonctionne comme un ressort sous tension. Un signal électrique fait basculer les lobes incurvés de l'extérieur vers l'intérieur, et ils se referment sur l'insecte.

Tous les mouvements de plantes ne sont pas des pièges. Les tournesols suivent le soleil à travers le ciel lorsqu'ils sont jeunes, balançant d'est en ouest chaque jour et se réinitialisant pendant la nuit. Beaucoup de plantes grimpantes balaient leurs pointes de croissance en cercles lents, à la recherche d'un support. La plante télégraphe secoue ses petites feuilles en étapes visibles tout au long de la journée.

Les mécanismes varient. Certains mouvements proviennent de la croissance, d'autres du déplacement de l'eau entre les cellules, d'autres encore de la tension élastique stockée libérée en un instant. Ce qui les unit, c'est l'action sans muscle. Les plantes n'ont pas de fibres musculaires. Elles se déplacent en pompant de l'eau, en croissant de manière inégale ou en laissant une structure chargée claquer.

Un organisme enraciné ne peut pas marcher. Mais il peut se plier, s'enrouler, suivre et se refermer. Pour attraper des proies ou éviter les dommages, les plantes les plus rapides opèrent sur des échelles de temps que l'on suppose appartenir aux animaux.

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Environ 600 espèces de plantes mangent des animaux. Elles poussent dans les tourbières, les marais et les sols pauvres où les nutriments, en particulier l'azote, sont rares. Plutôt que de tirer ces nutriments du sol, elles les prennent de la chair.

Les plantes carnivores de type urne sont des chasseurs passifs. Leurs feuilles forment des tubes profonds et glissants remplis de liquide. Les insectes attirés par le nectar et la couleur perdent pied sur le bord cireux, tombent et se noient. Les enzymes du liquide dissolvent le corps. Certaines urnes tropicales deviennent assez grandes pour piéger occasionnellement des grenouilles et de petits rongeurs.

Les droséras adoptent une approche plus collante. Leurs feuilles sont hérissées de tentacules terminées par une colle scintillante. Un insecte qui atterrit se retrouve coincé, et les tentacules se recourbent lentement pour le presser contre la surface de la feuille, où la digestion commence. La colle ressemble à la rosée, ce qui permet à la plante d'attirer sa proie à proximité.

Les utriculaires chassent sous l'eau avec des pièges à succion qui happent instantanément les proies à l'intérieur. La dionée attrape ses lobes articulés sur tout ce qui est assez vivant pour continuer à bouger. Différents outils, un même objectif : capturer un animal et le décomposer.

C'est la digestion qui déstabilise les gens. Ces plantes sécrètent des enzymes semblables à celles d'un intestin animal. Les enzymes découpent les protéines en morceaux suffisamment petits pour être absorbés. La plante récupère l'azote et le phosphore du cadavre et pousse sur le produit.

Charles Darwin en était captivé. Son livre de 1875 sur les plantes insectivores documentait comment les droséras réagissaient à des morceaux de viande, et comment les dionées géraient leurs proies. Il les a nourris, chronométré leurs réactions et traité leur comportement comme digne de la même attention qu'il accordait aux animaux.

Le carnivorisme a évolué indépendamment de nombreuses fois parmi des familles de plantes non apparentées. Chaque lignée est arrivée à une solution similaire au même problème de pénurie. Là où le sol ne peut fournir ce dont une plante a besoin, certaines plantes ont cessé d'attendre le sol et ont commencé à manger les animaux qui s'approchaient trop près en marchant, rampant ou volant.

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Une plante attaquée ne garde pas la menace pour elle-même. Les produits chimiques volatils qu'elle libère des feuilles endommagées se dispersent vers les plantes voisines, et ces voisines réagissent. Elles commencent à armer leurs propres défenses avant qu'un insecte ne les atteigne.

Rick Karban, écologiste à l'Université de Californie, Davis, a passé des années à étudier cela chez l'armoise. Lorsqu'il coupait une armoise pour imiter des dommages d'insectes, les plantes voisines sous le vent subissaient moins de dégâts causés par les herbivores au cours de la saison. Elles avaient capté le signal aérien et s'étaient préparées.

L'avertissement est chimique, véhiculé par les mêmes composés volatils qu'une plante blessée émet de toute façon. Une plante réceptrice détecte le mélange et le considère comme une alarme précoce. Ses gènes défensifs s'activent, et ses feuilles deviennent moins appétissantes avant une attaque qui peut ou non survenir.

Il y a un retournement. Les plantes réagissent plus fortement aux avertissements de leurs propres semblables et même d'autres parties d'elles-mêmes. Une armoise semble reconnaître sa propre signature chimique et réagit plus fortement aux signaux qui la correspondent. L'alarme est plus forte parmi les parents.

Cela soulève une question que les écologistes débattent encore. La plante blessée avertit-elle délibérément les autres, ou les voisins écoutent-ils simplement un signal destiné à la plante elle-même ? Les composés volatils peuvent d'abord servir à coordonner les défenses d'une plante, de feuille en feuille. Les voisins qui peuvent les sentir bénéficient d'un avertissement précoce gratuit.

Dans tous les cas, le résultat pratique est un ensemble de plantes qui partage des informations sur les menaces dans l'air. Une seule infestation peut préparer tout un groupe. Les insectes arrivant plus tard trouvent des feuilles déjà chargées de toxines et plus difficiles à digérer.

Le comportement ressemble à un appel d'alarme, comme celui qu'un oiseau ou un chien de prairie émet lorsque qu'un prédateur apparaît. Les plantes obtiennent le même effet avec le parfum. Une blessure devient une diffusion, et les plantes qui peuvent la lire se préparent.

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De nombreuses plantes replient leurs feuilles au crépuscule et les rouvrent à l'aube. Les légumineuses le font. Il en va de même pour l'oxalis et la plante de prière, dont les feuilles se lèvent et s'assemblent chaque soir comme des mains. L'habitude s'appelle la nyctinastie, et elle fonctionne sur une horloge interne.

L'horloge est véritablement interne, pas seulement une réaction à l'obscurité. Le scientifique français Jean-Jacques d'Ortous de Mairan l'a prouvé en 1729. Il a placé une plante de mimosa dans l'obscurité constante et a observé. Ses feuilles continuaient à s'ouvrir et à se fermer sur un rythme quotidien même sans lever de soleil pour les déclencher. La plante gardait le temps toute seule.

Cette expérience est souvent citée comme la première preuve d'une horloge circadienne chez un être vivant. Le rythme persiste parce que la plante possède un chronomètre moléculaire, un ensemble de gènes qui fonctionnent environ toutes les 24 heures. La lumière réinitialise l'horloge quotidiennement, mais l'horloge continue de tourner sans elle.

L'horloge régit bien plus que le pliage des feuilles. Les plantes synchronisent l'ouverture de leurs fleurs, la libération de leur parfum et la production de nectar pour coïncider avec l'activité de leurs pollinisateurs. Une fleur qui s'épanouit la nuit ne gaspille rien sur les abeilles diurnes. Celle qui s'ouvre à l'aube est prête à l'arrivée des insectes matinaux.

La photosynthèse suit le même programme. Les plantes préparent leur machinerie avant le lever du soleil pour capter la lumière dès son arrivée, plutôt que de se précipiter pour démarrer. L'horloge leur permet de prévoir la journée au lieu de simplement y réagir.

Pourquoi les feuilles se replient-elles la nuit reste en partie ouvert. Les explications incluent la réduction des pertes de chaleur, l'élimination de l'eau et le refus aux insectes nocturnes d'une surface facile. Le mouvement lui-même est clair et répétable.

Sommeil est un mot inapproprié au sens strict, car les plantes n'ont pas de conscience à éteindre. Mais le schéma — actif le jour, replié et calme la nuit, dirigé par une horloge interne — est partagé par les animaux.

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Certaines plantes attaquent directement la concurrence, empoisonnant le sol autour d'elles pour empêcher la croissance des rivaux. C'est l'allélopathie, la guerre chimique entre plantes, et elle redessine des pans entiers de terrain.

Le noyer noir est le cas classique. Il produit un composé appelé juglone, qu'il libère de ses racines, feuilles et coques. La juglone est toxique pour de nombreuses autres plantes. Les tomates, pommes de terre et de nombreux légumes de jardin dépérissent et meurent s'ils sont plantés trop près d'un noyer noir. L'arbre dégage une zone autour de lui où peu de concurrents survivent.

Le noyer noir n'est pas seul. Certains eucalyptus laissent tomber des feuilles qui libèrent des produits chimiques inhibant la croissance dans le sol, ce qui explique l'absence de végétation souvent observée en dessous. Les tournesols, le sorgho et le riz libèrent tous des composés qui freinent les plantes voisines à divers degrés.

La tactique est particulièrement importante pour les envahisseurs. Certaines plantes invasives réussissent en nouveaux territoires en partie parce qu'elles transportent des armes chimiques que les plantes indigènes n'ont jamais évolué pour résister. L'ail des bois, qui se répand dans les forêts nord-américaines, libère des composés qui perturbent les champignons du sol dont dépendent de nombreux arbres indigènes. Sans ces partenaires fongiques, les semis indigènes peinent tandis que l'envahisseur se propage.

La chimie est variée. Les armes incluent des acides, des alcools et d'autres composés organiques, livrés à travers les racines, les feuilles tombées ou la pluie qui passe sur la plante. Certains agissent sur les graines, les empêchant de germer. D'autres freinent les racines ou interfèrent avec la capacité d'un rival à absorber l'eau.

Les agriculteurs s'y intéressent. Les cultures de couverture avec des effets allélopathiques forts peuvent supprimer les mauvaises herbes sans herbicide, et les chercheurs étudient quels composés font le travail. La même chimie qui libère un terrain pour une plante sauvage peut être utilisée pour garder un champ propre.

Ce comportement équivaut à une agression territoriale par la chimie. Une plante ne peut pas repousser un rival ou bloquer le soleil par la force. Elle peut cependant saler la terre autour d'elle pour empêcher les concurrents de s'enraciner.

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Quelques plantes produisent de la chaleur, se réchauffant bien au-dessus de l'air ambiant. C'est la thermogenèse, et cela place ces plantes dans une compagnie généralement réservée aux animaux à sang chaud.

Le chou puant de l'est est le plus remarquable. Il fleurit à la fin de l'hiver et peut maintenir sa structure florale autour de 20 degrés Celsius même lorsque l'air extérieur est en dessous de zéro. La chaleur est suffisamment forte pour faire fondre la neige environnante, et la plante la maintient pendant des jours en brûlant de l'amidon stocké à un rythme effréné.

La chaleur a un but. Elle volatilise le parfum de la plante, diffusant son odeur plus loin pour attirer les mouches et les coléoptères qui la pollinisent. La chaleur peut également offrir à ces insectes un abri, les récompensant de leur visite par une journée froide. Certains pollinisateurs restent à l'intérieur de la fleur chaude.

Le lotus sacré fait quelque chose de plus précis. Ses fleurs maintiennent une température constante, proche de 30 à 35 degrés Celsius, même lorsque la température de l'air autour d'elles fluctue. La fleur régule sa propre chaleur comme un animal régule sa température corporelle, augmentant ou diminuant la production de chaleur pour rester dans la plage.

Le biologiste Roger Seymour a mesuré ce contrôle en détail, montrant que le lotus défend une température cible contre des conditions changeantes. Peu de plantes parviennent à une régulation aussi stricte. Le lotus est l'un des cas les plus clairs de plante se comportant comme un thermostat.

D'autres producteurs de chaleur utilisent la chaleur pour tromper. L'arum titan se réchauffe tout en émettant l'odeur de chair en décomposition, une combinaison qui trompe les mouches à charogne pour les inciter à le visiter et le polliniser. L'arum titan, célèbre pour sa taille et son odeur, réchauffe son épi pour pousser son odeur dans l'air.

Le carburant est le même que celui utilisé par les animaux. Ces plantes décomposent l'amidon et, dans certains cas, utilisent une voie métabolique spécialisée qui produit de la chaleur plutôt que de stocker de l'énergie. Une jonquille se trouve à température ambiante. Un chou puant poussant à travers la neige chauffe par sa propre énergie.

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Une pointe de racine se comporte moins comme une sonde passive et plus comme un chercheur pesant des options. Elle perçoit la gravité, l'eau, les nutriments, les obstacles et les produits chimiques d'autres racines, puis croît dans la direction qui sert le mieux la plante.

La gravité établit la ligne de base. Les racines poussent vers le bas et les pousses poussent vers le haut, une réponse appelée gravitropisme, guidée par des particules lourdes à l'intérieur de certaines cellules qui se déposent et indiquent à la racine quelle direction est le bas. Tournez un plant sur le côté et sa racine se courbera vers la terre en quelques heures.

L'eau attire aussi les racines. Les racines poussent vers l'humidité, un comportement appelé hydrotropisme, leur permettant de trouver des poches d'eau dans un sol sec. Elles recherchent également des nutriments, proliférant de fines racines dans un sol riche et délaissant un sol pauvre. La plante investit là où le retour est optimal.

Les racines évitent également les problèmes. Une pointe de racine qui rencontre une roche ou une zone toxique peut changer de direction avant le contact, apparemment en détectant l'obstacle à venir. Elle lit aussi les signaux chimiques des racines voisines et s'ajuste pour réduire la concurrence directe.

Au-dessus du sol, les pousses gèrent leur propre navigation. Le phototropisme incline une tige vers la lumière. Charles Darwin et son fils Francis ont montré que la pointe en croissance détecte la lumière et dirige la courbure en dessous. Frits Went a ensuite isolé l'hormone, l'auxine, qui transmet l'instruction et s'accumule sur le côté ombragé pour le faire pousser plus longtemps.

La plante recueille des informations de plusieurs sens à la fois et les intègre dans une décision de croissance. Certains chercheurs placent le traitement dans la pointe de la racine, arguant qu'elle fonctionne comme un centre de commande pour le système racinaire. L'affirmation est débattue, mais pas le comportement.

Rien de tout cela n'a besoin d'un cerveau. Une plante explore son monde en y poussant, testant chaque direction à mesure qu'elle avance, et engageant des ressources là où les conditions sont favorables. Elle navigue en construisant son propre corps vers ce dont elle a besoin.

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Les plantes investissent dans leurs jeunes, en remplissant chaque graine d'une réserve alimentaire et, dans certains cas, en prévoyant son soin après qu'elle a quitté le parent. L'approvisionnement commence à l'intérieur même de la graine.

La plupart des graines portent une réserve de nutriments pour nourrir l'embryon jusqu'à ce qu'il puisse photosynthétiser. Dans les graminées et les céréales, ce tissu est l'endosperme, la masse amylacée d'un grain de blé ou de riz. Dans les haricots et les pois, les cotylédons contiennent les réserves. Dans tous les cas, le parent charge la graine avec suffisamment d'énergie pour lancer la prochaine génération.

Certaines plantes recrutent des animaux pour transporter leurs graines en lieu sûr. Elles attachent une masse grasse et nutritive appelée élaïosome à chaque graine. Les fourmis ramènent la graine à leur nid, mangent la masse, et jettent la graine intacte dans un endroit souvent plus riche et plus sûr que le sol à découvert. De nombreuses fleurs sauvages des bois dépendent de ce service de livraison par les fourmis.

Les mangroves poussent le soin parental plus loin. Plutôt que de laisser tomber une graine dormante dans l'eau salée, le parent laisse la graine germer tout en restant attachée. La jeune plante se développe en un long semis en forme de lance avant de tomber, prête à s'enraciner dès qu'elle atterrit dans la boue. Elle quitte la maison déjà vivante et grandissante.

La provision a des compromis. Une plante peut produire de nombreuses petites graines ou quelques grandes. Les petites graines se dispersent largement mais commencent la vie avec peu de carburant. Les grandes graines transportent un repas plus copieux et survivent à des conditions plus difficiles, mais le parent peut se permettre d'en produire moins. Différentes espèces atterrissent à différents endroits sur ce spectre.

Les parallèles avec l'éducation des animaux sont lâches mais réels. Une plante ne nourrit pas sa progéniture après la naissance ni ne défend un nid. Elle précharge les ressources dans chaque graine, choisit entre quantité et qualité, et engage parfois des coursiers pour s'assurer que ses jeunes soient bien installés. Les soins sont emballés dans la graine avant que le parent ne lâche prise.

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La plupart des plantes ne font pas cavalier seul. Elles concluent des accords avec des champignons, des bactéries et des insectes, échangeant des ressources dans des transactions qui ressemblent plus à un marché qu'à une simple faveur.

Le plus grand partenariat est souterrain. Les racines de la plupart des plantes terrestres sont colonisées par des champignons mycorhiziens. Le champignon s'étend dans le sol bien au-delà de la portée des racines et fournit phosphore, azote et eau à la plante. En retour, la plante paie en sucre fabriqué par la photosynthèse. Les deux parties y gagnent.

L'échange n'est pas une charité. Toby Kiers et ses collègues ont montré que les plantes et les champignons récompensent les meilleurs partenaires commerciaux. Une plante canalise plus de sucre vers les filaments fongiques qui fournissent plus de nutriments, tandis que les champignons poussent plus de nutriments vers les racines qui paient plus de sucre. Chaque partie favorise le partenaire offrant le meilleur taux.

Les légumineuses concluent un deuxième marché, celui-ci avec des bactéries. Les pois, les haricots et le trèfle abritent des bactéries rhizobiums dans des nodules sur leurs racines. Les bactéries extraient l'azote de l'air et le transforment en une forme que la plante peut utiliser. La plante nourrit et abrite les bactéries en échange. Ce partenariat enrichit les sols et soutient la rotation des cultures.

Certaines plantes embauchent des gardes résidents. Certains acacias développent des épines creuses et produisent du nectar et des nodules riches en protéines pour nourrir les fourmis. Les fourmis s'y installent et attaquent tout insecte ou animal qui touche l'arbre, éliminant même les plantes envahissantes. Le biologiste Daniel Janzen a documenté ce marché, montrant que les acacias privés de leurs fourmis s'en sortaient bien pire.

Les réseaux fongiques relient également les plantes entre elles. Les fils fongiques peuvent connecter les plantes voisines sous terre, et des ressources ou signaux passent parfois le long de ces liens. L'étendue de ce partage fait encore l'objet de débats parmi les scientifiques.

Le schéma dans tout cela est la négociation. Une plante qui ne peut pas chasser la nourriture ou repousser les attaquants recrute à la place des partenaires qui le peuvent, et elle les paie avec la monnaie qu'elle produit le mieux. Enracinée et silencieuse, elle conclut tout de même un accord.