dimanche 7 septembre 2014

De l'importance de la caféine...pour les plantes

 Pour Agreg surtout
Thèmes : évolution, relations interspécifiques, relation plantes-insectes


Molécule de caféine (=la théine du thé est la même molécule)

Une équipe de recherche internationale menée par des chercheurs français a séquencé entièrement le génome de Coffea canephora, la plante qui permet de produire le café robusta (cette plante contient plus de caféine que l'autre espèce de caféier Coffea arabica qui permet de produire le café arabica). 
Par rapport à des espèces proches, ce génome contient une expansion par des duplications successives des gènes codant des enzymes de la famille des N-méthyltransférases, impliquées dans la synthèse de la caféine (en regardant la formule chimique de la caféine on peut comprendre pourquoi il y a besoin de méthyltransférases...). Plus intéressant, les séquences de ces gènes sont assez éloignées des gènes codant les enzymes permettant la synthèse de caféine dans d'autres espèces comme le théier ou le cacaoyer ou certaines plantes à agrumes (qui produisent moins de caféine que les espèces du genre Coffea). La production de caféine dans ces différentes plantes est donc une convergence évolutive.
Pourquoi cette molécule est-elle aussi importante chez les plantes ? (je ne discute pas de son importance chez les humains....). La caféine est un antagoniste des récepteurs à l'adénosine (l'adénosine sécrétée qui est un molécule de signalisation et ici n'a pas de lien avec son rôle dans la formation des acides nucléiques). Ces récepteurs sont distribués assez largement dans le règne animal, ce qui explique que les Arthropodes sont aussi (très) sensibles à la caféine (voir ci-dessous)

Toiles réalisées par une araignée avant, puis après ingestion de caféine.

 Des études récentes montrent que la caféine, lorsqu'elle est ingérée, peut tuer certains insectes nuisibles aux végétaux : elle a donc un rôle protecteur. Néanmoins, chez les insectes pollinisateurs, elle est capable de stimuler la mémoire (cela a été testé sur des abeilles) et provoquer une dépendance qui va faciliter et inciter les insectes à revenir visiter une plante de la même espèce, ce qui va rendre la pollinisation plus efficace. Il a été aussi montré que la caféine est secrétée dans le sol à partir des racines et peut inhiber la croissance des graines d'autres espèces, ce qui en fait une arme dans la compétition interspécifique. On peut comprendre que la production d'une molécule aussi "multi-usage" a évolué plusieurs fois indépendamment dans le règne végétal !


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