Language
Country/Area
No result found
u smog à la science : comment l’effet miraculeux de l’éthylène a-t-il été découvert au 19e siècle
L'éthylène, de formule chimique CH2=CH2, est un gaz hydrocarboné insaturé qui existe dans la nature sous forme d'hormone végétale naturelle. Il s’agit du gaz oléfinique le plus simple et du premier gaz connu à agir comme une hormone. L'éthylène agit à l'état de traces à tous les stades de la vie végétale, en stimulant ou en régulant la maturation des fruits, l'ouverture des fleurs, la chute des feuilles, et même chez les plantes aquatiques et semi-aquatiques, en favorisant un allongement rapide pour échapper à la submersion, l'échappement réponse. C'est particulièrement important pour la riziculture.
« L'éthylène est un puissant régulateur de croissance qui affecte de nombreux processus physiologiques des plantes. »
Les salles de maturation des fruits commerciales utilisent généralement un « générateur catalytique » pour convertir l'éthanol liquide en gaz éthylène. Généralement, pendant le processus de maturation, les concentrations d’éthylène restent entre 500 et 2 000 ppm par mètre cube pendant 24 à 48 heures. Lors du gazage dans les chambres de maturation, les niveaux de CO2 doivent être soigneusement contrôlés, car des températures de maturation élevées (20 °C ; 68 °F) peuvent entraîner des concentrations de CO2 de 10 % en 24 heures.
Histoire
L’éthylène est utilisé depuis longtemps dans l’agriculture. Les anciens Égyptiens blessaient les figues pour favoriser leur maturation (la blessure stimule la production d'éthylène dans les tissus végétaux). Dans la Chine ancienne, l’encens était brûlé dans une pièce fermée pour favoriser la maturation des poires. Au XIXe siècle, les citadins ont remarqué que les fuites de gaz des lampadaires entraînaient un retard de croissance des plantes, le flétrissement des fleurs et la chute prématurée des feuilles. En 1874, des scientifiques ont découvert que la fumée pouvait faire fleurir les champs d'ananas. La fumée contenait de l'éthylène, et plus tard, elle a été remplacée par des générateurs d'éthylène tels que « l'alcool vinylique » ou « l'acide naphtalèneacétique ».
« Des observations au 19e siècle ont révélé les effets importants de l'éthylène contenu dans la fumée sur la croissance des plantes. »
Les recherches scientifiques sur l’éthylène en tant que facteur de la physiologie végétale ont commencé à la fin du 19e siècle. En 1896, le botaniste russe Dimitri Nelyubov a étudié les pois et a découvert que l'ingrédient actif du gaz d'éclairage est l'éthylène, qui peut stimuler le mouvement des pois. Il a rapporté cette découverte en 1901. En 1917, Sarah Dought a également démontré que l’éthylène provenant du gaz éclairant pouvait stimuler l’abscission chez les plantes. Les agriculteurs de Floride, qui font régulièrement mûrir leurs récoltes dans des serres en allumant des lampes à huile, ont d’abord pensé que cela était dû à la chaleur. En 1924, Frank E. Denny découvre que c'est l'éthylène libéré par les lampes à pétrole qui favorise la maturation, et écrit dans le Botanical Journal :
« L'éthylène est si efficace pour induire l'effet désiré que même des concentrations d'une seule partie par million dans l'air peuvent faire jaunir un citron vert en six à dix jours environ. »
La même année, Denny publia un rapport expérimental détaillé et prouva expérimentalement les avantages de l’utilisation de l’éthylène par rapport à l’utilisation du pétrole. En 1934, le biologiste britannique Richard Gang a découvert que les produits chimiques présents dans les bananes mûres pouvaient provoquer la maturation des bananes vertes, et il a démontré que l'éthylène pouvait également déclencher cet effet de croissance.
Voie de synthèse de l'éthylène
L'éthylène est synthétisé par presque toutes les parties des plantes supérieures, y compris les feuilles, les tiges, les racines, les fleurs, les fruits, les tubercules et les graines. La production d’éthylène est régulée par divers facteurs de développement et environnementaux. Au cours de la vie d’une plante, certaines étapes de croissance déclenchent la production d’éthylène, comme la germination, la maturation des fruits, la chute des feuilles et la sénescence des fleurs. La voie de synthèse de l'éthylène est appelée cycle Yang, qui s'appuie sur les contributions clés du scientifique Chang Fa Yang. La synthèse de l'éthylène implique la conversion de l'acide aminé méthionine en S-adénosyl-L-méthionine, suivie de la production d'acide 1-aminocyclopropane-1-carboxylique via l'ACC synthase, qui produit finalement de l'éthylène en présence d'oxygène.
« La synthèse de l'éthylène est induite par l'éthylène endogène ou exogène. »
La perception de l'éthylène chez les plantes est régulée par un groupe de dimères de protéines transmembranaires, comme la protéine ETR1 chez Arabidopsis thaliana. Le clonage de ces facteurs sensoriels a été réalisé avec succès dans de nombreuses plantes. Une série de réponses des plantes déclenchées par l’éthylène ont également été identifiées, notamment le vieillissement du calice, la maturation des fruits et la croissance des poils racinaires. La découverte de ces modèles de réaction nous permet de mieux comprendre l’impact des facteurs environnementaux et biologiques sur la physiologie des plantes.
Souvenez-vous des effets de l'éthylène
En agriculture, l’éthylène a non seulement un impact positif sur la maturation et la floraison des plantes, mais aide également à surmonter des défis tels que le stress environnemental et les dommages causés par le sel. Cependant, lorsque l'éthylène est présent en excès, il peut sérieusement affecter la durée de conservation des fruits, favoriser le vieillissement des fleurs, accélérer leur flétrissement et entraîner des pertes économiques.
« Comment utiliser efficacement l’éthylène pour la croissance et la maturation des plantes sans provoquer de conséquences néfastes reste un défi important auquel sont confrontés les scientifiques. »
Bien que la recherche sur l’éthylène continue de s’approfondir, son mécanisme doit encore être exploré de manière plus approfondie. Les recherches futures pourraient révéler davantage de mystères sur les hormones naturelles, nous permettant de repenser le type d’avenir que le développement scientifique de la croissance des plantes apportera.
