De quelle manière la musique influe-t-elle sur la croissance des plantes ?
Question d'origine :
Bonjour,
je me questionnais quant à l'influence de la musique (et/ou des ondes sonores) sur la croissance des plantes. Je suis tombé sur de nombreuses informations divergentes qui me troublent grandement. J'ai d'une part pu voir que les ondes sonores avaient mécaniquement une influence sur les feuilles (en les frottant et donc libérant les stomates) et d'une autre part potentiellement une influence sur la rapidité d'assemblage des protéines, la quantité de chloroplastes. Mais je n'arrive pas à trouver de véritable fondement scientifique quant à toutes ces informations.
Si vous aviez davantage de sources bibliographiques ou scientifiques à me proposer pour m'aider à résoudre cette question, ce serait d'une grande aide.
En vous remerciant.
Réponse du Guichet
La littérature scientifique sur les effets de la musique, et des ondes en général, sur la croissance des plantes est assez prolixe mais en anglais. Diverses hypothèses sont avancées pour expliquer comment la musique agit sur la croissance des plantes.
Bonjour,
Les plantes sont effectivement des organismes très sensibles qui réagissent aux signaux sonores de leur environnement. Les vibrations sonores qu'elles soient audibles ou non, peuvent influer sur leur croissance en bien ou en mal.
Le son génère des réactions physiques et chimiques notamment sur les hormones végétales. Pour mieux comprendre comment la musique agit sur la croissance des plantes, nous vous renvoyons aux travaux scientifiques suivants publiés en anglais que nous tentons de traduire. Voici trois extraits qui pourront vous intéresser :
Les ondes sonores font vibrer les feuilles des plantes, accélérant le mouvement protoplasmique dans les cellules. Le mécanisme par lequel le son intervient dans la croissance des plantes n'est pas encore tout à fait clair, bien que les effets biologiques du son aient déjà été étudiés. Une étude a révélé que certains gènes induits par le stress pouvaient être activés au niveau de la transcription sous stimulation sonore. La stimulation des ondes sonores pourrait également augmenter l'activité H+ ATPase de la membrane plasmique de la plante, la teneur en sucres solubles, en protéines solubles et en activité amylasique du cal. Les vibrations sonores peuvent influencer le réarrangement des microfilaments, augmenter les niveaux de polyamines et de sucres solubles, modifier l'activité de diverses protéines et réguler la transcription de certains gènes. Des études récentes montrent que les organismes végétaux perçoivent le son comme un stimulus mécanique et le traduisent en changements cellulaires et métaboliques. Les stimuli sonores peuvent influencer les taux de germination et augmenter la croissance et le développement des plantes, améliorant ainsi le rendement de certaines cultures. De plus, les ondes sonores peuvent améliorer l'immunité des plantes contre les agents pathogènes et peuvent également augmenter leur tolérance à la sécheresse. L'exposition au son augmente l'efficacité d'absorption de l'énergie lumineuse, ce qui se traduit par une plus grande photosynthèse. Les plantes peuvent reconnaître les sons d'accouplement des larves d'insectes et le bourdonnement d'une abeille pollinisatrice et réagir en conséquence.
source : Sound perception and its effects in plants and algae / Francesca Frongia, Luca Forti, and Laura Arru
Des études ont suggéré que les vibrations sonores augmentent la transcription de certains gènes, la teneur en protéines solubles et favorisent la croissance et le développement des plantes. Au niveau cellulaire, les vibrations sonores peuvent modifier la structure secondaire des protéines de la membrane plasmique, affecter les réarrangements des microfilaments, produire des signatures Ca(2+), provoquer des augmentations des protéines kinases, des enzymes protectrices, des peroxydases, des enzymes antioxydantes, de l'amylase, de la H(+)-ATPase / Activités des canaux K(+) et augmentent les niveaux de polyamines, de sucres solubles et d'auxine.
source : Plant acoustics : in the search of a sound mechanism for sound signaling in plants /
Les résultats de l'étude montre que les vibrations sonores engendrent des mécanismes cellulaires directs mais influent aussi sur des cibles indirectes telles que les hormones et la réalisation de la photosynthèse. L'amélioration de la croissance des plantes par un traitement sonore a été étudiée dans de nombreuses cultures telles que le chrysanthème, la patate douce, le concombre, la laitue, les épinards, le coton, le riz et le blé (Hassanien et al., 2014) (Tableau 1). Cependant, le mécanisme sous-jacent à l'amélioration de la croissance des plantes par le traitement aux ondes sonores n'a pas été étudié de manière approfondie. Une explication simple de cet effet est que ce traitement modifie les niveaux d'hormones régulatrices de la croissance des plantes. Comme mentionné précédemment, l'exposition au son modifie les niveaux d'hormones endogènes dans les plantes. L'augmentation des niveaux d'IAA et la diminution des niveaux d'ABA en réponse à l'exposition au son peuvent être les principaux facteurs sous-jacents à l'effet des ondes sonores sur la stimulation de la croissance des plantes. D'autres études ont montré que les niveaux de protéines solubles et de sucres solubles augmentent en réponse à un traitement sonore (Yi et al., 2003) (tableau 1). Les sucres solubles peuvent également être un facteur favorisant la croissance des plantes, car ils peuvent servir de source d'énergie. De plus, bien que la fréquence appropriée du son diffère selon les espèces végétales, un certain nombre d'études moléculaires soutiennent l'idée que le son induit également la stimulation de la croissance des plantes et la germination des graines. Parmi les mécanismes possibles sous-jacents aux effets favorisant la croissance des plantes du traitement sonore, l'amélioration de la photosynthèse représente une hypothèse solide pour une caractérisation plus poussée (Figure 2). Une capacité photosynthétique accrue a été observée chez la fraise et le riz en réponse à un traitement sonore (Qi et al., 2009 ; Meng et al., 2012 ; Jeong et al., 2014) (tableau 1). L'analyse protéomique a montré que les protéines liées à la photosynthèse étaient fortement exprimées 8 h après une exposition au son de 250 ou 500 Hz chez Arabidopsis (Kwon et al., 2012) (tableau 1). Étant donné que les produits secondaires induits par l'énergie sonore peuvent produire de l'énergie chimique, on pense que le traitement sonore améliore la photosynthèse (Meng et al., 2012). Ces résultats suggèrent qu'un bon traitement peut améliorer la qualité des cultures maraîchères et fruitières.
source : Beyond Chemical Triggers: Evidence for Sound-Evoked Physiological Reactions in Plants / Jihye Jung, Seon-Kyu Kim, Joo Y. Kim, Mi-Jeong Jeong and Choong-Min Ryu
- Advances in Effects of Sound Waves on Plants / Reda HE Hassanien, Tian-zhen HOU, Yu-feng LI, Bao-ming LI
Monica Gagliano, Stefano Mancuso, Daniel Robert
- Effect of different types of music on Rosa chinensis plants. International Journal of Environmental / Vidya C, Shivaraman R.
- Effect of Music on Plants – An Overview / Anindita Roy Chowdhury Anshu Gupta
...
A noter, l'article Wikipedia sur la bioacoustique végétale est particulièrement bien documenté et renvoie vers des articles scientifiques en références que vous pourrez consulter pour aller plus loin.
Voici quelles sont les Hypothèses explicatives avancées dans l'article :
En 2014, selon Hassanien et ses collègues (agronomes à l'Université de Pékin), une stimulation sonore correspondant à heure d'exposition de plantes à des ondes sonores de fréquence 1 kHz à une intensité 100 dB, à une distance de 20 cm semble favoriser la division cellulaire, et la fluidité de la paroi des « Cals » de culture in vitro, améliorer l'activité d'enzymes protectrices et de phytohormones. L'activité H+-ATPase de la membrane plasmique, le taux de sucre soluble, de protéine soluble et l'activité amylase du cal augmentent aussi. Cette stimulation semble aussi augmenter le taux d'ARN et le niveau de transcription. Les gènes induits par le stress pourraient s'allumer sous stimulation sonore.
Selon les coréens Mishra, Ghosh & Bae de l'université coréenne de Yeungnam, il est établi en 2016 que des ondes sonores peuvent modifier dans la cellule la structure secondaire de protéines de la membrane plasmique, provoquer des réarrangements de microfilaments, produire des flux de Ca2+, doper la production de protéines kinases, d'enzymes protectrices, de peroxydases, d'enzymes antioxydantes, de l'amylase, de l'activité des canaux H+-ATPase/K+ et augmenter les taux de polyamines, de sucres solubles et d'auxine.
Bonne journée.