Les plantes optimisent leur croissance en se souvenant du stress hydrique qu'elles ont subi pour ajuster les mouvements d'eau dans les racines. C'est ce que révèlent des chercheurs de l'Inra et de l'Université catholique de Louvain, grâce à un dispositif de mesures précises de la croissance d'un grand nombre de plantes en conditions naturelles. Publiés dans Nature communications, ces travaux constituent la première explication physiologique d'un mécanisme participant à l'avantage évolutif des plantes associé aux rythmes circadiens.

La croissance foliaire dépend de l'histoire récente de la plante.
L'amplitude des oscillations journalières de la croissance des feuilles dépend du stress hydrique que la plante a subi auparavant. En effet, si la plante a été confrontée à un stress hydrique (par exemple, journées ensoleillées et sol sec), l'expression des gènes d'aquaporines varie fortement au cours de la journée tandis qu'elle varie peu après des journées nuageuses dans un sol humide. Les mouvements d'eau et la croissance foliaire suivent également ces oscillations qui dépendent de l'histoire récente de la plante.

Grâce à un modèle mathématique de transfert de l'eau depuis le sol vers les feuilles au travers des racines, les scientifiques ont démontré l'utilité d'une telle acclimatation. Si les plantes sont soumises à une situation de sécheresse, le transport de l'eau journalier vers les racines est facilité à condition que les racines diminuent leur perméabilité l'après-midi et la restaurent le matin suivant via l'effet des aquaporines.

Ceci évite un dessèchement trop poussé du sol qui entoure les racines et qui devient presque imperméable quand il est sec. Au contraire, si les plantes sont en climat favorable (sol et air humides), de fortes oscillations de la perméabilité des racines sont défavorables pour la croissance des plantes. Les gains ou pertes de performances sont de l'ordre de 10 à 15% dans les deux cas. En tenant compte des conditions hydriques subies les jours précédents, les plantes peuvent ainsi anticiper le degré d'oscillations qui a le plus de chances d'être favorable à leur croissance. Cette étude est la première explicitation physiologique d'un mécanisme participant à l'avantage évolutif associé aux rythmes circadiens.