Les conditions météorologiques, les grands vents et les parasites peuvent abîmer les cultures jusqu’à coucher les tiges au sol. On parle alors de la verse des plants. De la reproduction à la croissance en passant par la résistance aux intempéries ou aux chocs, c’est à l’échelle microscopique que se joue le développement des plantes et des produits agricoles.

C’est donc au microscope que la doyenne de la Faculté de l’agriculture et des sciences de l’environnement de l’Université McGill, Anja Geitmann, étudie les mécanismes moléculaires qui influencent la production.

« On a pris un oignon, on a détaché l’épiderme et on a tiré pour mesurer la résistance. En comparant les observations au microscope avec des modèles informatiques, on s’est aperçu que la forme des cellules influençait leur résistance aux déchirures », explique Anja Geitmann.

Les plantes, comme tous les êtres vivants, « sont sujettes à des lois physiques », souligne la titulaire de la Chaire de recherche du Canada en biomécanique du développement végétal. « Elles font face à beaucoup de défis ­physiques », ajoute-t-elle.

Questions mécaniques, réponses moléculaires

Dans son laboratoire, des biologistes travaillent de pair avec des ingénieurs pour « comprendre les aspects mécaniques du développement végétal », explique la chercheuse, qui souhaite élucider comment les processus de développement et de croissance cellulaires influencent la condition physique des plantes, comme leur résistance à la verse.

Pour permettre aux racines de s’étendre ou aux germes de percer le sol, les plantes doivent par exemple être en mesure d’exercer une pression suffisante pour déplacer la terre. En analysant leur structure moléculaire, la professeure Geitmann cherche ainsi à mieux comprendre les propriétés particulières des différents tissus qui les composent.

De la résistance… à la texture?

En étudiant des feuilles de différentes espèces avec son équipe, Anja Geitmann a découvert que celles dont l’épiderme présente une forme cellulaire complexe – en forme de casse-tête – sont plus résistantes aux déchirures que les feuilles composées de cellules de forme simple rectiligne.

La professeure Geitmann précise que l’importance de la structure moléculaire des plantes ne se résume pas à un seul aspect : « La texture des fruits et des légumes est largement influencée par le type de cellules qui les composent. »  Pour la chercheuse, il ne fait nul doute qu’une meilleure compréhension des mécanismes de développement et des structures moléculaires des plantes peut aider à cultiver des traits souhaitables et à améliorer le rendement agricole en réduisant les pertes et en augmentant la productivité.

Simon Van Vliet, Agence Science-Presse