Les hormones végétales

Une plante n’a ni système nerveux ni muscles, mais elle sait s’orienter vers la lumière, enfoncer ses racines vers le bas, fleurir à la bonne saison, faire mûrir ses fruits et fermer ses stomates en cas de sécheresse. Ces réponses sont coordonnées par des messagers chimiques, les phytohormones. Contrairement aux hormones animales, elles ne sont pas produites par des glandes spécialisées, agissent souvent près de leur lieu de fabrication, et chacune a des effets multiples qui dépendent de sa concentration et de ses interactions avec les autres.

Les grandes familles d’hormones végétales

L’auxine, première hormone découverte

En 1880, Charles Darwin et son fils Francis montrent que des jeunes pousses d’herbe (coléoptiles d’alpiste) ne se courbent plus vers la lumière quand on couvre leur extrémité : un « signal » descend de la pointe. En 1926, le Néerlandais Frits Went isole cette substance dans des blocs de gélose : c’est l'auxine (acide indole-3-acétique).

Le phototropisme

Sous un éclairage latéral, l’auxine migre vers la face à l’ombre de la tige. Les cellules de ce côté s’allongent davantage : la tige se courbe vers la lumière.

Le gravitropisme

Dans une racine couchée, l’auxine s’accumule sur la face inférieure, où, à cette concentration, elle freine la croissance : la racine se courbe vers le bas. La même hormone a ainsi des effets opposés dans la tige et dans la racine.

La dominance apicale

Le bourgeon terminal produit de l’auxine qui inhibe le développement des bourgeons latéraux. En taillant l’extrémité d’une plante, le jardinier supprime cette source d’auxine : les bourgeons latéraux se développent et la plante devient plus touffue. Les cytokinines, venues des racines, agissent en sens inverse.

Applications

Les auxines de synthèse servent d’hormones de bouturage (formation de racines) et, à forte dose, d’herbicides sélectifs : le 2,4-D, utilisé depuis les années 1940, tue de nombreuses plantes à larges feuilles en épargnant les graminées.

Les gibbérellines, hormones de la taille

Elles ont été découvertes au Japon dans les années 1920-1930, à partir d’un champignon (Gibberella fujikuroi) qui provoquait une croissance démesurée et fragile des plants de riz (la « maladie des plantules folles »). Les gibbérellines font allonger les tiges et lèvent la dormance des graines (voir graine et germination). Les variétés de blé et de riz naines de la « révolution verte », qui ne versent pas sous le poids des épis, portent des mutations touchant la voie des gibbérellines. Les viticulteurs en utilisent pour obtenir des raisins sans pépins plus gros.

L’éthylène, l’hormone gazeuse

L’éthylène (C2H4) est un gaz, ce qui lui permet de diffuser d’un fruit à l’autre. Il déclenche la maturation des fruits climactériques (banane, pomme, tomate, avocat, poire, kiwi), qui continuent de mûrir après la cueillette.

• Une pomme ou une banane mûre placée dans un sac avec un avocat accélère sa maturation.
• Les bananes sont transportées vertes en atmosphère contrôlée, puis mûries à l’éthylène dans des mûrisseries.
• À l’inverse, les fruits non climactériques (agrumes, raisin, fraise, cerise) ne mûrissent presque plus après récolte.

L’éthylène intervient aussi dans la chute des feuilles en automne et des fleurs fanées.

L’acide abscissique, l’hormone du stress

Lorsque le sol s’assèche, les racines et les feuilles produisent de l'acide abscissique, qui provoque la fermeture des stomates, les pores des feuilles : la plante perd moins d’eau, au prix d’une photosynthèse ralentie. Cette hormone maintient aussi la dormance des graines et des bourgeons en hiver, empêchant une germination prématurée.

Les hormones de défense

Attaquée par une chenille, une plante produit de l’acide jasmonique, qui déclenche la synthèse de substances toxiques ou indigestes. Certaines plantes libèrent des composés volatils qui attirent les prédateurs de leurs agresseurs. L'acide salicylique, impliqué dans la résistance aux maladies, a donné son nom à l’aspirine (acide acétylsalicylique), dérivée d’une molécule présente dans l’écorce de saule.

Hormones et floraison

La floraison dépend souvent de la durée du jour (photopériodisme) et du froid (vernalisation, voir épigénétique). Le signal de floraison produit dans les feuilles, longtemps nommé « florigène », a été identifié dans les années 2000 : il s’agit d’une protéine (FT) qui migre vers les bourgeons. Les gibbérellines participent aussi à la floraison de certaines espèces.

Questions fréquentes

Les hormones végétales agissent-elles sur l’être humain ?

Non, elles n’ont pas d’effet hormonal chez l’homme. Ne pas confondre avec les phytoestrogènes du soja, qui sont des molécules végétales capables d’imiter faiblement les œstrogènes, mais qui ne sont pas des hormones de la plante.

Pourquoi une plante d’intérieur se penche-t-elle vers la fenêtre ?

À cause de l’auxine : elle s’accumule du côté de la tige éloigné de la lumière, dont les cellules s’allongent davantage. Tourner régulièrement le pot permet de garder une plante droite (voir croissance des plantes).

Peut-on faire mûrir des fruits plus vite à la maison ?

Oui, pour les fruits climactériques : il suffit de les enfermer dans un sac en papier avec une banane ou une pomme mûre, qui dégage de l’éthylène.