- Carbone fixe :Les plantes sont autotrophes, ce qui signifie qu'elles peuvent convertir le dioxyde de carbone et l'eau en composés organiques. Ce processus, appelé photosynthèse, produit l’énergie dont les plantes ont besoin pour croître et se reproduire. Les plantes partagent une partie de ce carbone fixe avec leurs symbiotes microbiens, leur fournissant ainsi une source d’énergie et de nutriments.
- Eau :Les plantes absorbent l'eau du sol par leurs racines. Cette eau est essentielle à la croissance et au développement des plantes, mais elle peut également bénéficier aux symbiotes microbiens. Dans certains cas, les plantes peuvent même fournir de l’eau directement à leurs symbiotes, via des structures spécialisées appelées hydathodes.
- Minéraux :Les plantes absorbent les minéraux du sol par leurs racines. Ces minéraux sont essentiels à la croissance et au développement des plantes, mais ils peuvent également bénéficier aux symbiotes microbiens. Les plantes peuvent partager certains de ces minéraux avec leurs symbiotes, leur fournissant ainsi les nutriments dont ils ont besoin pour prospérer.
- Protection :Les plantes offrent à leurs microbes symbiotiques une protection contre l’environnement. Les racines de la plante créent une barrière physique qui protège les microbes des substances nocives présentes dans le sol, et les feuilles de la plante fournissent de l'ombre et une protection contre le soleil et le vent.
- Habitat :Les plantes offrent à leurs microbes symbiotiques un habitat propice à leur croissance et à leur reproduction. Les racines de la plante offrent un environnement humide et riche en nutriments, idéal pour de nombreux microbes. De plus, les feuilles de la plante constituent une surface sur laquelle les microbes peuvent s’attacher et coloniser.
En échange de ces ressources, les symbiotes microbiens offrent aux plantes de nombreux avantages, notamment :
- Cycle des nutriments :Les symbiotes microbiens aident les plantes à acquérir les nutriments du sol. Certains microbes, comme les rhizobiums, peuvent convertir l’azote atmosphérique en une forme utilisable par les plantes. D’autres microbes, comme les champignons mycorhiziens, peuvent aider les plantes à absorber l’eau et les minéraux du sol.
- Protection contre les agents pathogènes :Les symbiotes microbiens peuvent aider à protéger les plantes contre les maladies. Certains microbes, comme Pseudomonas fluorescens, produisent des antibiotiques qui peuvent tuer ou inhiber la croissance de bactéries et de champignons nocifs. D'autres microbes, comme Trichoderma harzianum, peuvent contribuer à améliorer le système immunitaire de la plante.
- Tolérance au stress :Les symbiotes microbiens peuvent aider les plantes à tolérer les stress environnementaux, tels que la sécheresse, la chaleur et le stress salin. Certains microbes, comme Bacillus subtilis, produisent des hormones qui peuvent aider les plantes à réguler leur équilibre hydrique. D’autres microbes, comme Glomus intraradices, peuvent aider les plantes à absorber l’eau et les nutriments du sol, même dans des conditions stressantes.
- Croissance améliorée :Les symbiotes microbiens peuvent aider les plantes à croître plus rapidement et plus vigoureusement. Certains microbes, comme Azospirillum brasilense, produisent des phytohormones qui peuvent stimuler la croissance des plantes. D’autres microbes, tels que Rhizobium leguminosarum, peuvent aider les plantes à produire plus d’azote, essentiel à leur croissance.
La relation mutualiste entre les plantes et les microbes symbiotiques est essentielle à la santé et à la productivité des deux organismes. En s’apportant mutuellement ressources et avantages, les plantes et les symbiotes microbiens sont capables de prospérer dans une variété d’environnements.
D'autres moyens par lesquels les plantes compensent les microbes symbiotiques
En plus des ressources et des avantages énumérés ci-dessus, les plantes peuvent également compenser les microbes symbiotiques des manières suivantes :
- Exsudation sélective des racines :Les plantes libèrent une variété de composés à partir de leurs racines, notamment des sucres, des acides aminés, des acides organiques et des métabolites secondaires. Ces composés peuvent attirer et bénéficier aux symbiotes microbiens, tout en inhibant la croissance de microbes nocifs.
- Détection de quorum :Les plantes peuvent utiliser des signaux chimiques pour communiquer avec des symbiotes microbiens. Ces signaux peuvent réguler la croissance et l’activité des microbes et aider à coordonner la relation mutualiste.
- Transfert horizontal de gènes :Les plantes et les symbiotes microbiens peuvent échanger du matériel génétique par transfert horizontal de gènes. Ce processus peut permettre aux microbes d’acquérir de nouveaux gènes qui confèrent des caractéristiques bénéfiques, telles qu’une acquisition accrue de nutriments ou une résistance aux agents pathogènes.
Les interactions complexes entre les plantes et les symbiotes microbiens ne sont pas encore entièrement comprises. Cependant, il est clair que ces relations sont essentielles à la santé et à la productivité des deux organismes. En comprenant les mécanismes de ces interactions, nous pouvons développer de nouvelles façons d’améliorer les rendements des cultures et de réduire notre dépendance aux engrais et pesticides synthétiques.
