Feuille carnivore de Triphyophyllum peltatum avec des glandes excrétant un liquide collant pour capturer les insectes. Crédit : Traud Winkelmann / Université de Hanovre
Triphyophyllum peltatum est une plante unique originaire des régions tropicales d’Afrique de l’Ouest. Cette espèce de liane attire l’attention des secteurs médical et pharmaceutique en raison de ses composants particuliers. Des tests de laboratoire ont révélé que ses composants présentent des activités médicales prometteuses contre le cancer du pancréas et les cellules leucémiques, entre autres, ainsi que contre les agents pathogènes responsables du paludisme et d’autres maladies.
L’espèce végétale est également intéressante d’un point de vue botanique : Triphyophyllum peltatum est la seule plante connue au monde qui peut devenir carnivore dans certaines circonstances. Son menu comprend alors de petits insectes qu’elle capture à l’aide de pièges adhésifs sous forme de gouttes de sécrétion et qu’elle digère à l’aide d’enzymes lytiques synthétisées.
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Grande flexibilité dans les phases de développement
Une grande flexibilité peut être observée dans les feuilles de la plante, qui développent trois types différents en fonction du stade de développement. Alors qu’au cours de la phase juvénile, des feuilles simples sont initialement formées, des feuilles dites « pièges » peuvent ensuite être formées, qui portent un grand nombre de pièges adhésifs. Lorsque ces feuilles pièges ont rempli leur fonction, la plante forme à nouveau des feuilles normales ou – si la plante est entrée dans le stade de liane – des feuilles avec deux crochets à l’extrémité pour servir de support à l’escalade.
Lorsque Triphyophyllum peltatum entre dans le stade de liane, la plante forme des feuilles avec deux crochets à l’extrémité pour servir de support d’escalade. Crédit : Traud Winkelmann / Université de Hanovre
En ce qui concerne l’expression de l’identité des feuilles, Triphyophyllum peltatum fait preuve d’une grande flexibilité : les stades de développement peuvent varier en longueur, et le stade carnivore peut être complètement omis ou rattrapé à un stade ultérieur. La plante semble donc s’adapter aux conditions de son habitat.
Succès de la propagation et de la culture
L’élément déclencheur qui transforme la plante en carnivore était jusqu’à présent inconnu. L’une des raisons en était que Triphyophyllum peltatum était considéré comme très difficile à cultiver et qu’il était donc difficile d’étudier expérimentalement la formation de feuilles-pièges. Ce problème a maintenant été résolu par des scientifiques de l’université Leibniz de Hanovre (LUH) et de l’université Julius-Maximilians de Würzburg (JMU).
Ils ont d’abord réussi à cultiver le Triphyophyllum peltatum dans la serre du jardin botanique de Würzburg. À Hanovre, les conditions ont été développées pour multiplier les plantes en grand nombre dans des conditions in vitro, c’est-à-dire dans des récipients de culture sur des milieux nutritifs bien définis.
Le professeur Traud Winkelmann de l’Institut des systèmes de production horticole de l’Université Leibniz de Hanovre et sa collègue Anne Herwig de l’Institut des sciences du sol de l’Université Leibniz de Hanovre ont été impliqués, ainsi que les professeurs Gerhard Bringmann (Institut de chimie organique) et Rainer Hedrich (Institut des biosciences Julius-von-Sachs) de Würzburg.
La carence en phosphore déclenche la transformation
Mais ce qui est encore plus significatif, c’est qu’avec l’aide de ces plantes, l’équipe de recherche a pu identifier le facteur qui déclenche la transformation vers le mode de vie carnivore. L’équipe vient de publier les résultats de cette recherche dans le numéro actuel de la revue New Phytologist.
« Nous avons exposé la plante à différents facteurs de stress, y compris des carences en divers nutriments, et nous avons étudié la façon dont elle réagissait à chacun d’entre eux. Nous n’avons pu observer la formation de pièges que dans un seul cas : celui d’une carence en phosphore », explique Traud Winkelmann pour résumer le principal résultat de l’étude. En effet, un apport fortement réduit en phosphore suffit déjà à déclencher le développement d’une plante carnivore, selon le scientifique.
Dans son habitat d’origine, dans les forêts tropicales africaines sur des sols pauvres en nutriments, Triphyophyllum peltatum peut ainsi éviter la menace de la malnutrition en formant des pièges et en accédant à l’important élément nutritif par la digestion de ses proies insectes. « Ces nouvelles découvertes constituent une avancée car elles permettent de futures analyses moléculaires qui aideront à comprendre les origines de la carnivorie », sont convaincus les scientifiques.
Référence : « Carnivory on demand : phosphorus deficiency induces glandular leaves in the African liana Triphyophyllum peltatum » par Traud Winkelmann, Gerhard Bringmann, Anne Herwig et Rainer Hedrich, 16 mai 2023, New Phytologist.
DOI : 10.1111/nph.18960
L’étude a été financée par la Fondation allemande de la recherche.