Une illustration de l'effet différentiel du dioxyde de carbone élevé sur la croissance des plantes. Crédit :Oeuvre créée par Hatem Rouached à l'aide de befunky.com.
Alors que l'augmentation des niveaux de dioxyde de carbone dans l'atmosphère encourage la croissance des plantes, elle réduit également la valeur nutritionnelle des plantes, ce qui peut avoir un impact plus important sur la nutrition et la sécurité alimentaire dans le monde. Des chercheurs de la Michigan State University ont découvert une nouvelle façon dont les plantes s'adaptent au changement climatique :des informations qui peuvent être utilisées pour aider les plantes à se développer tout en maintenant leur valeur nutritionnelle.
Le phosphore est utilisé comme engrais et est essentiel à la croissance des plantes, mais la réserve mondiale de phosphore est limitée.
"Nous ne pouvons pas synthétiser [le phosphore] comme nous pouvons synthétiser les engrais azotés", a déclaré Hatem Rouached, professeur adjoint au Collège d'agriculture et des ressources naturelles. "Nous devons développer une meilleure compréhension de la façon dont les plantes régulent le phosphore pour survivre."
Rouached et son équipe ont observé que lorsque les plantes étaient exposées à des niveaux élevés de dioxyde de carbone, les niveaux de phosphore dans les pousses et les feuilles des plantes diminuaient.
"Nous voulions savoir pourquoi les plantes n'absorbaient pas plus de phosphore", a déclaré Rouached. "Et pour voir si la diminution des niveaux de phosphore est un défaut ou une réponse adaptative, et s'il y avait un moyen de changer cela pour garantir que les plantes poussent et fournissent également des aliments nutritifs."
Rouached et son équipe ont creusé profondément au niveau sous-cellulaire et ont découvert que les plantes évitaient de surcharger leurs chloroplastes avec du phosphore comme réponse adaptative à l'augmentation des niveaux de dioxyde de carbone. Les chloroplastes sont l'endroit où la photosynthèse a lieu, où la chlorophylle en présence de la lumière du soleil produit de la nourriture pour la croissance d'une plante. Le phosphore est également un élément essentiel de la photosynthèse et de la création d'énergie pour les cellules.
"Ce qui était vraiment important dans notre découverte, c'est que lorsque nous essayons de forcer la plante à mettre beaucoup de phosphore dans le chloroplaste, la plante ne pousse pas", a déclaré Rouached. "Nous avons découvert que l'augmentation des niveaux d'acide phytique doit être étroitement contrôlée dans les plantes pour permettre aux plantes de pousser sous des niveaux élevés de dioxyde de carbone."
Les chercheurs ont découvert qu'après que les niveaux d'acide phytique aient dépassé un certain seuil, les plantes ne poussent plus.
"Cet article est le premier à montrer qu'il est urgent de discuter de la manière dont nous pouvons protéger la malnutrition des plantes contre l'augmentation du dioxyde de carbone dans le monde", a déclaré Rouached.
La recherche a été publiée le 7 septembre dans Current Biology . Une nouvelle compréhension de la réponse des éléments nutritifs des plantes pourrait améliorer les stratégies de gestion des engrais
