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    Les rayons X révèlent la biochimie de plantes fossilisées

     

    En exposant des fossiles de plantes datant de 50 millions d’années à des faisceaux de rayons X dix milliards de fois plus brillants que la lumière du Soleil, une équipe de chercheurs a pu comparer leur biochimie à celle des plantes modernes. En provenance de la formation de la Green River, dans l'ouest des États-Unis, ces feuilles fossiles de l'Éocène, exceptionnellement bien conservées, ont révélé une structure chimique semblable à celle des végétaux d’aujourd’hui.

     
     

    Le fossile d'une feuille observé dans le visible, à gauche, apparaît différent dans le domaine des rayons X. L'image de droite, en fausses couleurs et obtenue par spectrométrie de fluorescence X, montre la présence d'atomes de cuivre. Les chercheurs pensent que ce métal a agi comme un bactéricide et a donc permis une excellente fossilisation de cette feuille âgée de 50 millions d'années et large d'environ 2 cm. © Diamond Light Source, 2014

    Le fossile d'une feuille observé dans le visible, à gauche, apparaît différent dans le domaine des rayons X. L'image de droite, en fausses couleurs et obtenue par spectrométrie de fluorescence X, montre la présence d'atomes de cuivre. Les chercheurs pensent que ce métal a agi comme un bactéricide et a donc permis une excellente fossilisation de cette feuille âgée de 50 millions d'années et large d'environ 2 cm. © Diamond Light Source, 2014

     

    La spectrométrie de fluorescence X (SFX ou FX, ou en anglais XRF pour X-ray fluorescence) a fait d’immenses progrès depuis les travaux de Henry Moseley. Les synchrotrons modernes fournissent en effet des faisceaux de rayons X qui permettent de mettre en pratique la loi de Moseley pour réaliser des prouesses extraordinaires dans l’analyse chimique d’échantillons. L’une des dernières en date concerne l’étude du métallome de végétaux trouvés à l’état fossile et datant d’environ 50 millions d’années.

    Rappelons que par analogie avec le protéome, qui est l'ensemble des protéines exprimées dans une cellule, une partie d'une cellule ou un groupe de cellules dans des conditions données et à un moment donné, on appelle métallome des répartitions similaires mais concernant des ions métalliques. On peut identifier ces ions dans un matériau en le bombardant de rayons X et en mesurant ceux qu’ils réémettent par fluorescence X.

     

    Rayons X et protéome fossile

    Comme l’expliquent dans une publication du journal Metallomics les membres d’une équipe de chercheurs britanniques et états-uniens, les fossiles examinés provenaient de la formation de la Green River. C’est une célèbre formation géologique aux États-Unis, datant de l’Éocène. Elle est le résultat de dépôts sédimentaires continus pendant six millions d'années dans un groupe de lacs de montagne. L’équipe de paléontologues, géochimistes et physiciens a donc entrepris d’identifier la présence d’atomes métalliques dans les fossiles qui pourraient donner des indications sur la biochimie des plantes voilà des dizaines de millions d’années.

    Image composite d'un fossile de feuille âgé de 50 millions d'années avec, en bas à droite en fausses couleurs (cuivre Cu en rouge, zinc Zn en vert, et nickel Ni en bleu), la présence de métaux révélée par la spectrométrie de fluorescence X. Ces métaux sont en corrélation avec les structures biologiques originales. La largeur de l'image est d'environ 17 cm. Sont également visibles des tubes d'alimentation laissés par d’anciennes chenilles. Les données ont été recueillies avec la Stanford Synchrotron Radiation Lightsource (SSRL).
    Image composite d'un fossile de feuille âgé de 50 millions d'années avec, en bas à droite en fausses couleurs (cuivre Cu en rouge, zinc Zn en vert, et nickel Ni en bleu), la présence de métaux révélée par la spectrométrie de fluorescence X. Ces métaux sont en corrélation avec les structures biologiques originales. La largeur de l'image est d'environ 17 cm. Sont également visibles des tubes d'alimentation laissés par d’anciennes chenilles. Les données ont été recueillies avec la Stanford Synchrotron Radiation Lightsource (SSRL). © Diamond Light Source, 2014

    On avait déjà obtenu des informations similaires avec des pigments associés à des fossiles d’animaux. La question était donc de savoir s’il était possible de faire de même avec des végétaux. Bien évidemment, le problème s’est aussi posé de savoir si les métaux découverts reflétaient vraiment la biochimie des plantes de l’Éocène, ou si l’information à ce sujet avait été dégradée par le processus de fossilisation, par exemple en rapport avec la diagenèse.

    Pour répondre à ces deux questions, les chercheurs ont utilisé des lignes de lumière générées par les synchrotrons Diamond Light Source et Stanford Synchrotron Radiation Lightsource. Ils ont alors découvert que les distributions du cuivre, du nickel et du zinc dans les feuilles fossiles étaient presque identiques à celles connues dans les feuilles modernes. Chaque élément se trouvait concentré dans des structures biologiques distinctes, telles que les veines et les bords des feuilles, et pas dans la matrice sédimentaire entourant les fossiles.

    En outre, la façon dont ces oligoéléments et des sulfures étaient associés à d'autres éléments s’est révélée très similaire à celle observée dans des feuilles actuelles et la matière végétale dans les sols. Il semble donc bien que ces fossiles de plantes aient conservé de façon relativement fiable des traces de leur biochimie, contrairement à ce que l'on pensait auparavant. Une nouvelle fenêtre sur les formes de vie éteintes est donc en train de s'ouvrir.

     

    Fleurs et Plantes:  Les rayons X révèlent la biochimie....

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    Des bactéries parasites transforment des plantes en zombie

     

    La manipulation comportementale de leur hôte par les parasites atteint parfois des degrés étonnants. Une bactérie vivant dans la sève parvient à rendre une plante en quelque sorte morte-vivante. Le végétal survit mais, rendu stérile, il ne se reproduit plus et fabrique des feuilles à la place des fleurs, tout cela pour attirer les insectes vecteurs qui permettront au micro-organisme de coloniser une autre victime.

     

     
     

    Les phytoplasmes, des bactéries parasites, sont à l’origine du développement d’amas de feuilles en lieu et place des fleurs chez les plantes, comme ici sur cette solidage. Une seule molécule leur suffit pour aboutir à de tels résultats, et en plus attirer les insectes vecteurs. © SB_Johnny, Wikipédia, cc by sa 3.0

    Les phytoplasmes, des bactéries parasites, sont à l’origine du développement d’amas de feuilles en lieu et place des fleurs chez les plantes, comme ici sur cette solidage. Une seule molécule leur suffit pour aboutir à de tels résultats, et en plus attirer les insectes vecteurs. © SB_Johnny, Wikipédia, cc by sa 3.0

     
     

    Des grillons qui se jettent à l’eau, des rats qui aiment les chats, des moustiques qui piquent préférentiellement les personnes porteuses du vecteur du paludisme… Les exemples de manipulation comportementale d’un parasite sur son hôte ne manquent pas dans le règne animal, et même l’Homme pourrait également en pâtir, puisque les personnes infestées par le protozoaire à l’origine de la toxoplasmose adopteraient plus souvent des comportements à risque.

    Mais ce processus concerne aussi les plantes, victimes de changements qui facilitent la propagation du pathogène. Les phytoplasmes comptent parmi les parasites végétaux dotés de ce pouvoir. Ces bactéries infestent les cellules du phloème, le canal conducteur de la sève élaborée, riche en glucides. Elles en profitent pour pousser leur hôte à transformer ses fleurs en des amas de feuilles, stériles, à l’origine de la maladie du balai de sorcière. La plante est toujours vivante, continue à produire des substances nutritives, mais demeure incapable de se reproduire : elle devient morte-vivante, comme un zombie.

    Étonnamment, une seule molécule suffit aux phytoplasmes pour prendre le contrôle de leur hôte, comme l’avait démontré une équipe menée par Saskia Hogenhout, du John Innes Centre, à Norwich (Royaume-Uni). Son nom : SAP54. La même équipe de chercheurs vient d’aller plus loin dans la compréhension des mécanismes impliqués, explicités dans la revue Plos Biology.

    Les phytoplasmes profitent des cicadelles, des insectes suceurs de sève, pour se répandre de plante en plante. En contrôlant leur hôte végétal, ces bactéries manipulent également indirectement le comportement des insectes.
    Les phytoplasmes profitent des cicadelles, des insectes suceurs de sève, pour se répandre de plante en plante. En contrôlant leur hôte végétal, ces bactéries manipulent également indirectement le comportement des insectes. © Jean-Jacques Milan, Wikipédia, cc by sa 3.0

     

    Le mystère des balais de sorcière révélé

    Les auteurs ont montré sur la plante Arabidopsis thaliana que SAP54 interagissait avec des protéines de la famille RAD23, dont le rôle consiste à envoyer des substrats vers le protéasome, centre de traitement des déchets de la cellule. Or, les molécules envoyées malencontreusement à la poubelle, appelées MTF, sont directement impliquées dans le développement des fleurs. Celles-ci ne peuvent donc pas bourgeonner.

    Quel intérêt pour les phytoplasmes ? Une plante qui ne peut se reproduire et qui dispose de davantage de chlorophylle (ici, des feuilles ont remplacé les fleurs) propose plus de ressources, non pour les bactéries, mais pour les insectes qui se nourrissent de sève, comme les cicadelles. Or, ces animaux servent de vecteurs aux phytoplasmes, leur permettant d’atteindre ainsi une nouvelle plante à infester. Cette sève plus riche et plus abondante chez les plantes dotées de ces balais de sorcière foliacés constitue de fait un lieu de ponte privilégié par les cicadelles.

    Plus surprenant en revanche : SAP54 seule attire aussi les insectes, même si la plante parasitée se porte bien. Autrement dit, une seule protéine bactérienne altère le comportement de la plante et des cicadelles. Un degré de manipulation comportemental extrêmement poussé donc, jamais rencontré jusque-là.

     

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    Cette succulente aux airs de cactus est une Euphorbe

     

    Euphorbe candélabre
    Euphorbia erythrea

    Euphorbia-Erythrea
    Euphorbia Erythrea - 90 cm de haut

     Carte d'identité :
    Plante succulente de la famille des Euphorbiaceae, originaire de l' Afrique du sud.
    Port érigé, arborescent à croissance relativement lente à moyenne.
    Hauteur : 2 à 3 m dans nos régions tempérées, plus de 15 m dans sa région d'origine.
    Tiges colonnaires vert foncé aux côtes ondulées portant des petits aiguillons noirs disposés par deux de part et d'autre du point d'attache des feuilles (inexistantes).

    Paires-d'aiguillons
    Détails des paires d'aiguillons le long des côtes

    Fiche de culture :
    Exposition :

    • En extérieur : Soleil ou mi-ombre. - attention à sa rusticité : 10°C mini.
    • En intérieur : Cette Euphorbe a besoin d'un maximum de clarté et d'aération pour bien se développer.
    • En appartement, il faut la placer au plus près devant une fenêtre orientée Sud-Est ou Sud-Ouest, pour qu'elle reçoive le plus de lumière possible. Il faut cependant éviter le soleil direct sous peine de brûlures.
    • Il est possible de la sortir dehors aux beaux jours, à condition de la mettre dans un endroit très lumineux mais abrité du soleil direct sauf après une perriode d'acclimatation très progressive pour éviter un coup de soleil irréversible.
    • Maintenir la température hivernale entre 8° et 18°C

    Sol :

    • En pleine terre, sol bien drainé, plutôt léger et sec.
    • En pot, installez votre plante dans un mélange constitué d'un tiers de sable grossier, d'un tiers de terreau et d'un tiers de terre légère. La proportion de sable peut même être plus importantes au dépend du terreau. Au final, ce substrat doit être très drainant et sécher très vite.

    Arrosage : Cette euphorbe comme toute les plantes a besoin d'eau pour se développer correctement mais elle ne supporte pas que son substrat reste humide trop longtemps ce qui provoquerait la pourriture des racines et du reste de la plante.
    Ainsi, en fonction de la taille du pot, du substrat, de la température et de la taille de la plante, il faut arroser tout en s'assurant que tout le substrat soit mouillé et qu'il sera complètement sec en 2 ou 3 jours.
    Il faut donc ajuster en augmentant ou en diminuant la quantité d'eau d'arrosage en fonction du temps de séchage du substrat pour chaque plante si vous en avez plusieurs.
    Il faut également vider la soucoupe en dessous du pot dès que le substrat aura rendu toute l'eau non retenue.
    Le substrat doit être complètement sec durant plusieurs jours avant d’arroser de nouveau.
    (source : www.cactuspro.com)

    En été, assurez un copieux arrosage tous les 10 à 15 jours.
    En hiver, en appartement l'arrosage doit être mensuel et léger, juste pour éviter le dessèchement total des racines.

    Multiplication : Le plus couramment par boutures au printemps.

    Euphorbia ingens  Euphorbia sp
    Euphorbia ingens Funchal-Madère                                                         Euphorbia sp. à Monaco                          

    Repère: Il est important de savoir que le latex de l'euphorbe, liquide blanc qui apparaît à la cassure, est toxique et son contact peut déclencher des irritations de la peau, il est dangereux pour les yeux et les muqueuses.
    Pour les coupes (boutures, soins), portez des gants et évitez de vous frotter les yeux.
    En mouillant la blessure ou la coupe avec de l'eau, l'écoulement de latex est stoppé.

     

     

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    Au Japon, ce Wisteria vieux de 144 ans nous

    fait vivre un véritable conte de fées

     

    Vous qui aimez tant la vie colorée et en prendre plein les yeux, vous êtes désormais servis ! Ces photographies incroyables semblables à des œuvres d’art peintes par les plus grands sont en fait des photographies du plus grand wisteria (ou glycine) du Japon.

     

    Cette plante grimpante, de la même famille que la vigne, vous propose de flâner sous ses fleurs à la teinte rose et violette, pour vivre l’espace de quelques minutes sous un ciel rosé, en plein conte de fée. Située au Ashikaga Flower Park, à Ashikaga City au Japon, ce n’est pas le plus grand wisteria au monde, mais en tout cas, le plus grand du Japon, atteignant les 2000 m², et est vieux de 144 ans.

     

    Bien qu’il ressemble à un arbre, c’est bien une sorte de vigne, et les fleurs de vignes étant connues pour être très lourdes, celles-ci sont soutenues par une structure en acier, permettant ainsi aux visiteurs de vivre un instant hors du temps, en se baladant sous cette explosion colorée provoquée par la superbe fleur que nous offre cette plante.

     

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     Crédit Photo

     

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