Les plantes ne se distinguent pas particulièrement par la vitesse de leurs mouvements... Pourtant, les mouvements rapides chez les plantes assurent des fonctions essentielles comme la pollinisation (fruits explosifs, Stylidium et autres plantes sensitive), la défense (Mimosa Pudica) ou la nutrition (plantes carnivores). Parmi ces mouvements, la fermeture de la plante carnivore Dionée (voir film), dont les feuilles se referment en une fraction de seconde pour capturer des insectes, a depuis Darwin suscité de nombreuses spéculations. En collaboration avec Jan Skotheim, Jacques Dumais et L. Mahadevan (Université de Cambridge, UK et Université de Harvard, USA), nous avons montré que ce mouvement provient d'une instabilité de flambage élastique couplée à l'écoulement de l'eau à travers la feuille (preprint).
Par la suite, nous souhaitons étudier les mouvements rapides chez les plantes à l'échelle de la cellule (pression osmotique, propriété mécanique de la paroi), afin de mieux comprendre la physique de ces moteurs vivants sans muscle...
Film en temps réel de la fermeture de la plante carnivore Dionée (gauche) et photos dans l'état ouvert et fermé (droite). Le piège est déclenché par la stimulation mécanique (ici un fin barreau de verre) de poils mécano-sensible situés sur la face interne des feuilles. Télécharger ici le film en format QuickTime (548 Kb).
Movie of the Venus flytrap closure in real time (left) and photos in the open and closed state (right). Closure is triggered by the mechanical stimulation (here a thin glass rod) of tiny mechano-sensors hairs located on the inner face of the leaves. Download here the movie in QuickTime format (548 Kb).
Plants are not particularly distinguished by their ability to move quickly... Nevertheless rapid plant movements are involved in essential functions such as seed/pollen dispersal (exploding fruits in Impatiens and Squirting cucumber, Stylidium and other trigger plants), defense (sensitive Mimosa) and nutrition (carnivorous plants). Of these spectacular examples that have long fascinated scientists, the Venus flytrap (see movie), whose leaves snap together in a fraction of second to capture insects, has long been a paradigm for study. In collaboration with Jan Skotheim, Jacques Dumais and L. Mahadevan (University of Cambridge, UK and University of Harvard, USA), we have shown that this motion results from a snap-buckling instability coupled to the flow of water through the leaf tissue (preprint).
In future, we plan to study rapid motion in plants at the cell scale (turgor pressure, mechanics of the cell wall) in order to better understand the physics of these non-muscular engines...
