Le phosphate de calcium est un composant typique des dents et des os. Il a été récemment montré que les plantes de la famille des orties de roche utilisent également ce minéral très dur dans leurs « dents » pour se défendre contre leurs ennemis animaux. Les botanistes de l'Université de Bonn ont maintenant démontré que le phosphate de calcium est beaucoup plus répandu dans les plantes qu'on ne le pensait auparavant. Même le cresson de thal (Arabidopsis thaliana) utilise des trichomes durcis avec une incrustation de ce biominéral pour se défendre contre des ennemis comme les pucerons. Les résultats ont maintenant été publiés en ligne d'abord dans la revue scientifique " Plante ". La version papier sera publiée en janvier.

En agriculture, le cresson de thal (Arabidopsis thaliana) peu spectaculaire est simplement considéré comme une mauvaise herbe. Dans la science, cependant, la plante a été pendant des décennies l'organisme modèle dans les études sur la génétique, biologie moléculaire et physiologie. "C'est certainement la plante la plus étudiée de toutes", déclare le professeur Maximilian Weigend du Nees-Institut pour la biodiversité végétale de l'Université de Bonn. "Le plus surprenant, que le phosphate de calcium dans les pointes des trichomes d'Arabidopsis n'a été découvert que maintenant. » L'équipe autour du professeur Weigend a identifié la substance dure comme des dents à l'aide du microscope électronique et de la spectroscopie Raman.

Le fait que les « dents » ne se limitent pas aux animaux, mais aussi trouvé dans les plantes, avait déjà été démontré par les botanistes de Bonn avec l'aide de Hans-Jürgen Ensikat dans la famille des orties (Losaceae). Ensuite, les scientifiques ont étendu leurs études à divers autres ordres de plantes. Ils ont pu mettre en évidence la présence d'une biominéralisation du phosphate de calcium dans plusieurs dizaines d'espèces végétales, par exemple., les commandes Rosales, Boraginales et Brassicales - le cresson de thal appartient à ce dernier.

Les poils faussement doux sont des armes tranchantes

"On sait depuis longtemps que de nombreuses plantes utilisent de la silice vitreuse ou du carbonate de calcium pour rigidifier leurs trichomes", rapporte Adeel Mustafa du groupe de travail Weigend. "Ce qui est surprenant, c'est que le phosphate de calcium très dur est également utilisé par toute une gamme d'espèces et a encore été complètement ignoré jusqu'à récemment." Cependant, thal cresson manque d'épines spectaculaires ou de poils urticants comme les orties - qui les utilisent pour se défendre contre les mammifères brouteurs tels que les vaches. Chez Arabidopsis, les trichomes sont petits et relativement mous - seules les petites pointes sont incrustées de la substance particulièrement dure, le phosphate de calcium. "Le biominéral est apparemment déposé précisément à l'endroit où une stabilité mécanique maximale est requise", explique Weigend.

L'image microscopique montre des pucerons empalés

Thal cress utilise ses poils pour se défendre principalement contre les petits insectes tels que les pucerons. Des images microscopiques montrent comment les trichomes minéralisés représentent un obstacle insurmontable. Comme une fille de fer, l'instrument médiéval de torture, les poils particulièrement durcis empalent les pucerons. "Nous avons affaire à une arme de défense à petite échelle, dissuader de nombreux types d'insectes d'endommager ces plantes", dit Weigend.

"D'une certaine manière, il est surprenant que toutes les plantes n'utilisent pas le phosphate de calcium dans la biominéralisation structurelle, " conclut Mustafa. Le calcium et le phosphate sont presque universellement présents dans les plantes sous forme d'autres composés chimiques, mais l'utilisation comme biominéral n'est pas universelle. La silice et le phosphate de calcium sont de loin supérieurs au carbonate de calcium - le biominéral le plus courant dans l'ensemble - en raison de leur dureté beaucoup plus élevée. La capacité de durcir les cheveux avec du phosphate de calcium semble avoir une base génétique. Weigend décrit les futurs sujets de recherche possibles :"Démêler la base génétique pour la production de ces armes de défense serait la prochaine étape logique. Cela nous permettrait d'utiliser ces plantes autodéfenses comme modèles pour la sélection de cultures plus résistantes aux insectes."