La détection de la signalisation électrique entre les plants de tomates soulève des questions intéressantes

La détection de la signalisation électrique entre les plants de tomates soulève des questions intéressantes

La détection de la signalisation électrique entre les plants de tomates soulève des questions intéressantes

Le Dr Yuri Shtessel et le Dr Alexander Volkov ont étudié la propagation du signal électrique entre les plants de tomates. Crédit: Université de l’Alabama à Huntsville

Le sol sous nos pieds est vivant avec des signaux électriques envoyés d’une plante à une autre, selon une recherche à laquelle a participé un éminent professeur émérite de l’Université de l’Alabama à Huntsville (UAH) au Département de génie électrique et informatique.


Le Dr Yuri Shtessel de l’UAH et le Dr Alexander Volkov, professeur de biochimie à l’Université d’Oakwood, ont co-rédigé un article qui a utilisé des expériences physiques et une modélisation mathématique pour étudier la transmission des signaux électriques entre les plants de tomates.

La spécialité du Dr Shtessel est l’ingénierie de contrôle. Les algorithmes de contrôle sont largement applicables dans toutes les disciplines, par exemple dans le contrôle des véhicules aérospatiaux.

À Oakwood, le Dr Volkov a étudié la propagation du signal électrique à l’intérieur d’une plante et également entre les plantes à travers un réseau de champignons mycorhiziens omniprésents dans le sol et qui semblent agir comme des circuits. Le couple a collaboré pour la première fois à la recherche en 2017.

« Le Dr Volkov est un éminent érudit en biochimie. Une fois, nous parlions de la propagation du signal électrique à travers la tige de la plante et entre les plantes – la communication des plantes – à travers le sol », explique le Dr Shtessel. « J’ai suggéré de construire un circuit électrique équivalent et un modèle mathématique correspondant qui décrit ces processus. »

La modélisation mathématique est basée sur des équations différentielles ordinaires et partielles. Le Dr Shtessel était responsable de la construction des modèles, de l’exécution des simulations et de la génération des parcelles.

« Quels avantages pourrait-on retirer de la modélisation mathématique des processus de communication? » il demande. « La réponse est très simple: nous pouvons utiliser le modèle mathématique pour simuler les processus étudiés sur un ordinateur au lieu d’exécuter des expériences longues et coûteuses. »

Les plantes génèrent des signaux électriques qui se propagent à travers leurs parties. Lorsque les racines des tomates sont isolées expérimentalement les unes des autres avec un espace d’air, l’impédance électrique de l’espace est très grande.

« Les signaux électriques ne passeront pas par cet espace », explique le Dr Shtessel. Dans cette expérience, la communication entre les plantes via leurs racines a été empêchée, comme l’a découvert le Dr Volkov.

Cependant, lorsque les plantes vivent dans un sol commun, des expériences menées par le Dr Volkov ont révélé que l’impédance du sol n’est pas très grande et qu’elles peuvent communiquer en se transmettant des signaux électriques via le réseau mycorhizien dans le sol.

« Nous avons étudié expérimentalement et analytiquement via des simulations le réseau de communication entre deux usines seulement », explique le Dr Shtessel.

La recherche sur la tomate, qui s’est concentrée sur l’étude expérimentale et la modélisation mathématique de la propagation du signal électrique entre les plantes de la même espèce, ouvre de nouvelles portes sur la question de savoir si les plantes communiquent entre les espèces par le biais de champignons.

« Je pense qu’il est certainement possible que des signaux puissent se propager à travers le réseau racinaire et se propager dans le sol commun ou le sol d’un plant de tomate à, disons, un chêne », explique le Dr Shtessel. « Le sol joue le rôle d’un conducteur. »

De même, la nature des messages envoyés est inconnue et la possibilité de cognition dépassait le cadre de l’expérience. Le Dr Shtessel appelle ces questions extrêmement intéressantes.

« Aucune étude du traitement cognitif des signaux électriques transmis et reçus par les plantes n’a été réalisée », dit-il. « Un autre problème est d’étudier les communications des plantes via les ondes électriques dans l’air. C’est une histoire différente qui n’a pas encore été étudiée en profondeur. »


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Plus d’information:
Alexander G. Volkov et al. Transmission souterraine de signaux électrotoniques entre plantes, Biologie communicative et intégrative (2020). DOI: 10.1080 / 19420889.2020.1757207

Fourni par l’Université de l’Alabama à Huntsville

Citation: La détection de la signalisation électrique entre les plants de tomates soulève des questions intéressantes (2020, 10 juillet) récupéré le 10 juillet 2020 sur https://phys.org/news/2020-07-electrical-tomato.html

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