Les plantes sont des créatures bavardes. Au cours de la dernière décennie, des chercheurs ont montré que les plantes communiquent en utilisant des réseaux fongiques souterrains pour échanger des informations chimiques. Cependant, exactement comment ce processus fonctionne au niveau microscopique n'est pas bien compris.

Répondre à cette question pourrait avoir un impact important sur l'écologie végétale et l'agriculture, c'est pourquoi les professeurs Kathryn et Jonathan Morris de l'Université Xavier utilisent la diffusion de neutrons au laboratoire national d'Oak Ridge (ORNL) du Département de l'énergie (DOE) pour observer de première main comment ces info-chimiques se déplacent le long de minuscules, des réseaux en forme de tuyaux appelés hyphes fongiques. On ne sait pas si les messages se déplacent passivement à l'extérieur de ces réseaux fongiques ou si les champignons localisent et absorbent délibérément les info-chimiques pour le transport.

"Essentiellement, Les info-chimiques sont des composés chimiques que les plantes libèrent dans le sol pour s'avertir mutuellement des menaces potentielles et peuvent même limiter la croissance d'autres plantes. Nous essayons de savoir si ces info-chimiques modifient la façon dont l'eau s'écoule dans le sol, ou s'ils se déplacent indépendamment de ce flux, ", a déclaré Catherine Morris.

Pour cette expérience, les chercheurs ont créé un petit appareil dans lequel un cactus et un plant de tomate sont enracinés dans la même matrice de sol qui présente un réseau fongique comme ceux reliant les plantes à l'état sauvage. En chargeant ce sol avec de l'eau lourde et des produits chimiques, et en ajustant la quantité de lumière que chaque plante reçoit, les chercheurs peuvent contrôler quand chaque organisme boit pour observer exactement comment les info-chimiques et l'eau se déplacent entre les plantes.

L'imagerie neutronique est idéale pour ce type de recherche car les neutrons sont sensibles à l'hydrogène, que les plantes et les info-chimiques contiennent en abondance. En revanche, le sol ne contient pas beaucoup d'hydrogène. Cela signifie que les info-chimiques et les racines des plantes apparaissent comme sombres, dégager, et des "ombres" distinctes dans les images radiographiques que les chercheurs génèrent avec l'instrument IMAGING du réacteur isotopique à haut flux (HFIR) de l'ORNL.

"Le composé info-chimique contient de l'hydrogène, et l'eau lourde utilisée dans l'expérience contient l'isotope deutérium de l'hydrogène. La différence de teneur en isotopes est importante car les neutrons se diffusent fortement à partir de l'hydrogène et non du deutérium, " a déclaré Jonathan Morris. " Cela fait ressortir l'info-chimie comme une ombre distincte dans les images radiologiques neutroniques collectées, tandis que l'eau lourde semble être relativement transparente. Cela nous permet de distinguer facilement le mouvement de l'info-chimique de l'eau lourde et d'étudier son comportement."

Comprendre exactement comment les info-chimiques se déplacent entre les plantes le long de ces réseaux fongiques pourrait avoir d'importantes applications agricoles. Par exemple, si certains champignons transportent des info-chimiques entre certaines plantes seulement, les agriculteurs pourraient profiter de ces réseaux pour déployer tactiquement des pesticides qui affecteraient des systèmes végétaux particuliers, détruire les mauvaises herbes indésirables sans endommager leurs cultures.

"C'est vraiment passionnant. Ce que nous apprenons ici aura un impact significatif sur notre compréhension de l'écologie, ", a déclaré Jonathan Morris.