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Utiliser les maths pour nourrir la planète

Utiliser les maths pour nourrir la planète

Utiliser les maths pour nourrir la planète 800 375 Sébastien BAGES

Dans la course à la production des meilleures récoltes pour nourrir la population mondiale croissante, les scientifiques de l’Université de Nottingham se sont aidés des mathématiques, pour savoir comment une hormone végétale essentielle affecte la croissance des plantes.


La Gibbérelline est une hormone qui joue un rôle clé dans le développement dans toute la plante, de la racine aux fleurs en passant par les feuilles. L’hormone fonctionne au sein d’un réseau complexe de molécules situées à l’intérieur de la plante, traduisant les signaux de l’environnement en réponses, afin qu’elle puisse s’adapter et survivre.

La plupart des variétés cultivées développées au cours de la “révolution verte” dans le monde agricole des années 1960, a subit des mutations génétiques importantes.

Une équipe de scientifiques a appliqué des approches mathématiques pour comprendre comment l’hormone de cette “révolution verte” fonctionne, dans l’objectif de contrôler la croissance des plantes. Ils ont été en mesure de montrer la façon dont ces interactions entraînent des changements dans les niveaux d’hormones. Leur découverte pourrait devenir la clé dans l’amélioration de la sélection de variétés de cultures à l’avenir.

Le directeur de la recherche à Nottingham, Dr Markus Owen, maître de conférences en mathématiques appliquées, a déclaré : « Nous savons que les plantes ayant un faible niveau de Gibbérelline affichent une croissance considérablement réduite, en ajouter peut augmenter de manière significative ces taux. La modélisation mathématique s’est révélée être un outil puissant pour nous aider à comprendre comment elle fonctionne. En fin de compte, cela devrait aider les scientifiques à développer des cultures avec un niveau de croissance amélioré, et donc de s’attaquer aux problèmes de la sécurité alimentaire mondiale ».

Une deuxième pièce maîtresse de la recherche dans ce domaine a porté sur la distribution de Gibbérelline le long d’une racine principale, un facteur qui affecte aussi la croissance et le développement. Une équipe dirigée par le professeur de mécanique théorique aussi à l’Université de Nottingham, John King, a utilisé la modélisation mathématique multi-échelle pour sonder la manière dont le réseau de signalisation de Gibbérelline contrôle la croissance des racines. Les travaux du chercheur, soutenu par la Professeure Leah Band, spécialiste en modélisation multi-échelle, ont révélé que la dilution de la Gibbérelline en expansion rapide dans les cellules peut expliquer pourquoi la croissance cesse.

L’étude dirigée par le Dr Owen met en évidence l’importance des interactions entre plusieurs boucles de rétroaction, au sein du réseau de la signalisation supportée par la Gibbérelline. L’équipe du professeur King a combiné ces résultats avec un modèle simulant l’allongement d’une racine, prédisant comment les protéines DELLA ( des composants importants au sein du réseau de signalisation de la Gibbérelline qui suppriment habituellement la croissance) augmentent le long de la racine, ce qui explique les observations expérimentales des taux de croissance.

Les deux études viennent d’être publiées dans la revue américaine Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).


Citations de EurekAlert
Crédit image : Nino Barbieri (CC 2.5, CC 3.0)

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Sébastien BAGES
About the author

Sébastien BAGES

Plus de trois années de travail passionné sur Civilisation 2.0 Actus, et fondateur de l'association Civilisation 2.0, je mets à contribution mon expertise de veille technique et scientifique, mon analyse de chef de projet, mon engouement pour la science et ses outils, et mon expérience dans le développement stratégique afin d'offrir à tous ce qui en résulte.

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