II- Le mode de digestion
a) composition des sucs
La digestion de la Népenthès se fait grâce à plusieurs enzymes* sécrétées en continue (sécrétion stimulées lorsqu'une proie est présente) par les glandes digestives de la plante dans un liquide visqueux appelé le suc digestif. Ce suc a pour fonction de transformer la matière organique (molécules complexes) des proies en matière assimilable (molécules simples) qui va être absorbée par la Népenthès et permettre sa croissance. Pour y parvenir, les enzymes vont rompre des liaisons chimiques spécifiques. Les sucs de la Népenthès sont composés de sept ou huit enzymes. Ces enzymes peuvent se classer en deux catégories, d'un côté les enzymes hydrolases* et de l'autre les oxydoréductases*. Nous savons que sont présentes :
Pour que les enzymes agissent, la proie doit être partiellement ou intégralement immergée dans le liquide digestif. Les enzymes pourront alors récupérer les nutriments dont la plante a besoin pour s'alimenter.
Nous remarquons qu'en temps normal le pH est quasi neutre (autour de 5 ou 6), cependant au cours de la digestion d'une proie le pH à tendance à devenir beaucoup plus acide (pH 3 environ). En effet, pendant la sécrétion d'enzymes il y a une sortie active et massive d'ions H+ liée à une protéine de la membrane cytoplasmique qui rend le suc digestif plus acide.
Notons que chez les jeunes pièges où l'urne est encore fermée, on peut trouver un liquide basique dont l'action digestive est faible mais non nulle. L'opercule étant fermée, le liquide n'est pas encore digestif. Il ne devient digestif que lorsque l'opercule s'ouvre.
Chez la Népenthès, des bactéries infestent les sucs au fil du temps, celles-ci contribuent elles aussi à digérer les proies.
Notons également que la plante n'ingère jamais tous les nutriments contenus dans ses proies. Chaque enzyme agit sur un substrat spécifique, si la plante devait digérer complètement ses proies l'énergie demandée par la synthèse d'un grand nombre d'enzymes lui ferait perdre l'avantage de la capture. Par exemple, la Sarracenia n'absorbe que l'azote et le phosphore de ses proies alors qu'elles contiennent aussi du calcium, du magnésium ou encore du potassium.
Nous avons pu montrer l'action de deux de ces enzymes. La protéase et l'esterase.Tout d'abord, nous savons que la protéase agit sur les protéines en cassant leurs liaisons pour les rendre plus petites et donc assimilables.
Pour prouver la présence de protéines dans les sucs, nous avons utilisé le réactif de Biuret dans trois différents tubes. Les deux premiers contenaient des sucs et le dernier de l'eau. Dans un des tubes avec des sucs et dans celui avec l'eau, nous avons mis de la viande (et donc des protéines). Seuls les tubes avec les sucs et la viande se sont montrés positifs au test de Biuret. Ce qui nous prouve donc que la protéase a agit sur les protéines de la viande.
Nous aurions aimé prouver l'activité de la peroxydase mais malheureusement par manque de temps nous n'avons pas pu le faire. L'expérience consistait à mettre le suc digestif en présence d'un réactif ( mélange gaïacol et eau oxygéné dilué) qui se serait alors coloré (brun rosé) par l'action de la peroxydase. Nous aurions également réaliser un témoin. (voir annexe)
Ensuite, l'estérase agit sur les liaisons ester des molécules. Notre expérience consistait à fabriquer un ester que l'on a mis en contact avec les sucs digestifs de la plante. Nous avons fait un témoin contenant de l'ester et de l'eau pour comparer les temps d'hydrolyse des deux solutions. Nous avons vu, bien que l'expérience ait été quelque peu perturbée (voir en annexe), que la réaction d'hydrolyse est bien plus rapide avec les sucs digestifs. Donc, l'estérase qu'ils contiennent catalysent la réaction.
b) absorbtion des nutriments des proies
Les cellules sécrétrices d'enzymes ont aussi une autre fonction. En effet, les enzymes transforment les matières organiques issues des proies en petites molécules, puis ces cellules vont alors les absorber lors de ce que l'on appelle la phase de sénescence* du piège, c'est à dire lorsqu'il se dégrade.
Observation au microscope d'un complexe glandulaire de la Népenthès zoom x100
On estime le temps d'une digestion complète entre deux et trois semaines. Cependant, après la digestion des restes squelettiques des insectes persiste dans la plupart des cas malgré la présence ou non d'une enzyme qui permettrait de digérer ces restes... .
Exosquelette de fourmis après digestion,
microscope éléctronique.
Image tirée du documentaire Nature invisible - Plantes conquérantes de Thierry Berrod de 2012.
Nous savons, d'après nos recherches, que les nutriments prélevés lors de la digestion circulent deux à trois heures dans la feuille de la Népenthès, plus précisément dans le xylème, là où l'eau circule. De la feuille, ils passent à la tige pour se diriger vers les racines. Les différents points de passage ont pris une part des nutriments pour s'alimenter. Enfin, le reste va dans les points de croissance (les jeunes pièges en l’occurrence). Le tout, en moins de douze heures.
Schéma de la Népenthès et de l'absorption des nutriments
Pour mettre en évidence l'absorption des nutriments provenant des proies digérées, nous avons utilisé la méthode d’autoradiographie grâce à la fluorescéine. Il s'agit d'un marqueur fluorescent lorsque des rayons UV l'atteignent. Sa couleur est jaune-orangée quand elle n'est pas excitée par les UV, et verte lorsqu'elle l'est. La fluorescéine est utilisée dans le domaine médical, dans l'industrie, dans la biologie moléculaire, dans les réseaux d'eaux usées ou encore dans la sécurité maritime..
Le principe de l'expérience étant de mettre de la fluorescéine dans des pièges mûrs de la plante, laisser quelques jours se passer le temps que la plante absorbe ses nutriments. Nous l'avons laissée 3 jours, du dimanche matin au mercredi matin.
Malheureusement, notre expérience a échoué. Nous l'avons reproduite deux fois. La première fois, nous n'avons pas fait l'analyse du témoin (ceux sans fluorescéine) en même temps que l'analyse des pièges avec la fluorescéine. De ce fait, nous n'avons pas pu comparer correctement les deux plantes. En deuxième expérience, nous n'avons pas du mettre assez de fluorescéine dans les pièges, nous n'avons rien vu à l'analyse.
Cette expérience devait nous permettre de prouver que la Népenthès, par le biais de ses pièges mûrs, absorbe les nutriments de ses proies pour alimenter et faire pousser ses plus jeunes pièges qui, à leur tour, feront la même chose lorsqu'ils seront mûrs. Lors de la première expérimentation, bien que nous n'avions pas le témoin sous la main pour comparer, nous avons vu à la lampe UV que le tendril était coloré de vert de part la fluorescéine, tout comme la coupe du péristome. Lorsque nous avons analysé les pièges sans fluorescéine par la suite, nous n'avons pas remarqué les mêmes marques à ces endroits, ce qui nous indique bien que la plante absorbe des nutriments pour se nourrir elle même.
Tendril avec fluorescéine Péristome avec fluorescéine
Pas d'image de péristome sans fluorescéine
Tendril sans fluorescéine
Passons à la conclusion
