Dans la Vallée de la Mort en Californie, Tidestromia oblongifolia prospère là où les températures dépassent 120 degrés Fahrenheit. Des chercheurs de l'Université d'État du Michigan ont découvert que la plante ajuste son système photosynthétique pour croître plus rapidement dans de telles conditions. Leurs conclusions, publiées dans Current Biology, pourraient aider à développer des cultures tolérantes à la chaleur face au changement climatique.
Tidestromia oblongifolia, une plante indigène de la Vallée de la Mort en Californie, non seulement survit mais prospère dans la chaleur estivale dépassant 120 degrés Fahrenheit. Des scientifiques de l'Institut de Résilience des Plantes de l'Université d'État du Michigan, dirigés par la professeure de la Fondation de Recherche Seung Yon "Sue" Rhee et la spécialiste de recherche Karine Prado, ont étudié comment cette espèce persiste dans de tels extrêmes.
L'étude, publiée dans Current Biology, révèle que T. oblongifolia ajuste finement son système photosynthétique pour résister aux dommages causés par la chaleur, permettant une croissance plus rapide. Prado a noté les défis initiaux : « Quand nous avons ramené ces graines au laboratoire pour la première fois, nous luttions juste pour les faire pousser. Mais une fois que nous avons réussi à imiter les conditions de la Vallée de la Mort dans nos chambres de croissance, elles ont décollé. »
En utilisant des chambres de croissance personnalisées pour reproduire les variations de lumière et de température du désert, l'équipe a découvert qu'en seulement 10 jours, T. oblongifolia a triplé sa biomasse, tandis que des espèces apparentées tolérantes à la chaleur ont cessé de croître. Après deux jours de chaleur extrême, la plante a élargi sa zone de confort photosynthétique. En deux semaines, sa température optimale pour la photosynthèse a atteint 45 degrés Celsius (113 degrés Fahrenheit), surpassant tout culture majeure.
Rhee l'a décrite comme « la plante la plus tolérante à la chaleur jamais documentée ». Les adaptations de la plante incluent des mitochondries se déplaçant plus près des chloroplastes pour une efficacité énergétique, et des chloroplastes se remodelant en formes uniques « en forme de tasse » pour mieux capturer le dioxyde de carbone. En 24 heures d'exposition à la chaleur, des milliers de gènes activent des fonctions protectrices, y compris une production accrue d'activase de la Rubisco pour maintenir la photosynthèse.
Ces mécanismes offrent des stratégies pour des cultures comme le blé, le maïs et le soja, dont les rendements diminuent en raison des hausses de température globale attendues jusqu'à 5 degrés Celsius d'ici la fin du siècle. Rhee a souligné : « T. oblongifolia nous montre que les plantes ont la capacité de s'adapter à des températures extrêmes. » Elle a ajouté : « Les plantes du désert ont passé des millions d'années à résoudre les défis que nous commençons à peine à affronter. »
La recherche déplace l'attention des espèces modèles comme Arabidopsis vers des plantes résistantes du désert, en utilisant des outils comme la génomique et l'imagerie en direct pour améliorer la résilience agricole.