1:08 - vendredi août 18, 2017

Les plantes sont capables d’apprendre par association

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APPRENTISSAGE. L’apprentissage par association : *Pavlov l’avait démontré chez le chien, des chercheurs australiens l’ont mis en évidence chez les plantes ! Elles pourraient en effet associer deux stimuli et ainsi apprendre, se souvenir des informations et faire des choix en conséquence. L’étude a été publiée dans Nature Scientific Reports et s’ajoute à d’autres travaux concernant l’habituation chez les plantes et leur capacité de mémorisation.

*EXPÉRIENCE DE PAVLOV. Cette expérience consiste à effectuer un conditionnement dit  » classique ou  » pavlovien sur des chiens. Pavlov, un scientifique russe, s’est aperçu que lorsque ces animaux attendaient de la nourriture, ils se mettaient à saliver avant même de l’apercevoir. Il a donc étudié ce réflexe en associant un stimulus inconditionnel (ici de la nourriture) à un stimulus neutre (ici une cloche). Il a donc fait retentir une cloche lors de chaque nourrissage. Après avoir renouvelé l’expérience plusieurs fois, les chiens se sont mis à saliver lorsqu’ils entendaient la cloche, même quand il n’y avait pas de nourriture : la cloche est donc devenue un stimulus conditionnel, induisant alors un réflexe conditionné. C’est ce qu’on appelle un apprentissage par association.

Conditionnement pavlovien chez le chien (traduction) – Crédit : Beggining biology

Prédire et localiser la lumière

De jeunes plants de pois, Pisum sativum, ont été placés dans un labyrinthe en Y puis ont été observés dans deux situations. Dans le premier cas, une lampe (stimulus inconditionnel) et un ventilateur (stimulus neutre) ont été disposés à l’un des bras du labyrinthe. De cette manière, les scientifiques ont cherché à associer le vent à la lumière, en utilisant ce dernier comme un élément prédictif de l’arrivée et de la présence de lumière. Dans l’autre situation, la lumière était placée à l’opposé du ventilateur. La lumière est vitale pour la croissance des plantes puisqu’elle est utilisée dans la photosynthèse; elle fournit alors de l’énergie qui participera à leur croissance. Le vent a été utilisé comme stimulus neutre car il n’est pas utile à la plante mais elle peut tout de même le détecter. Les scientifiques ont cherché à savoir si le conditionnement avait fonctionné en enlevant la source lumineuse et en observant de quel côté les plantes poussaient.

Deux situations du conditionnement des plants de pois – Crédit : Nature Scientific Reports

Dans le 1er cas, 62% des pois ont poussé du côté du ventilateur, même quand la lumière avait été retirée. Selon les chercheurs, cela montre donc que les plantes ont appris à associer les deux éléments et que le conditionnement a bien fonctionné : le ventilateur est alors devenu un stimulus conditionnel, comme la cloche dans l’expérience de Pavlov. Dans la seconde situation, 69% des plantes ont poussé du côté où se trouvait la lumière auparavant. Le fait qu’elles n’aient pas été conditionnées et ne poussent alors pas vers le vent naturellement appuie donc le fait que les plantes du 1er cas ont bien été capables d’apprendre par association. De plus, cela montrerait également qu’elles pourraient anticiper l’arrivée de la lumière en poussant du côté où elles en avaient reçu les jours passés.  » Alors que la possibilité que les plantes puissent apprendre par association ait été envisagée dans des études antérieures, notre travail actuel fournit la première preuve sans équivoque, s’enthousiasment les chercheurs.

Ils ont également mis en évidence que l’apprentissage n’aboutissait que si l’expérience respectait le cycle normal de la plante, selon un rythme circadien, c’est-à-dire quand la lumière était allumée à des horaires  » normaux de journée (en moyenne, entre 7h et 19h) : l’apprentissage serait donc soumis à des contraintes métaboliques, comme chez de nombreux animaux.

Apprendre pour survivre … et évoluer

Selon cette étude, les plantes ne répondraient pas aux stimuli lumineux simplement pour survivre : elles effectuent des choix et prédisent l’endroit et le moment où la lumière va apparaître. L’apprentissage par association prévaudrait même sur le phototropisme, un mécanisme inné permettant à la plante de se diriger vers la lumière.  » Cette forme d’apprentissage est omniprésente dans le règne animal, y compris dans les grands taxons de vertébrés et plusieurs espèces d’invertébrés, et peut également être mise en œuvre dans des réseaux artificiels et des machines, racontent les auteurs de l’article. Ainsi, être capable d’apprendre et d’anticiper serait un avantage évolutif de taille pour les plantes qui  » pourrait avoir joué un rôle important dans la remarquable diversification du monde végétal au Cambrien», continuent-ils.

Si les plantes sont dotées de capacités sophistiquées, alors plusieurs questions peuvent se poser. Sont-elles douées de conscience ? Peut-on parler de cognition puisqu’elles ne possèdent pas de cerveau ? D’après les chercheurs, les plantes posséderaient un système semblable au réseau neuronal des animaux qui stockerait des informations telles que la modification des interactions entre les molécules et la communication entre les cellules.  » Les plantes peuvent utiliser les molécules et les réseaux pour stocker les expériences récentes apprises (c’est-à-dire les souvenirs) mais cela reste à explorer et à comprendre, conclut à Sciences et Avenir Monica Gagliano, l’auteure principale de l’étude .

Lire l’article complet : Sciences et Avenir

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