Des chercheurs de l’université Cornell ont découvert un mécanisme de régulation hydrique jusqu’alors inconnu à l’intérieur des feuilles des plantes, une avancée qui pourrait ouvrir la voie au développement de cultures résistantes à la sécheresse. La théorie traditionnelle considérait que les plantes régulaient leur perte d’eau uniquement par les stomates ; cette nouvelle étude révèle le rôle clé des membranes des cellules du mésophylle dans la régulation hydrique.

L’équipe a utilisé un nanosenseur de sa conception, AquaDust, pour mesurer pour la première fois avec précision l’état hydrique à l’intérieur des feuilles. Le co-auteur correspondant, le professeur Abe Stroock du College of Engineering de Cornell, déclare : « Le phénomène que nous avons découvert se produit dans les 100 derniers micromètres du long trajet de l’eau, depuis les racines jusqu’au point d’évaporation à l’intérieur de la feuille sous l’effet de la transpiration. »

Les résultats montrent que, bien que l’intérieur des cellules du mésophylle reste hydraté, les espaces intercellulaires environnants deviennent extrêmement secs. Cette différence hydrique résulte du passage de l’eau à travers les membranes des cellules du mésophylle, formant avec les stomates un double système de régulation du flux hydrique. Le co-premier auteur, Sabyasachi Sen, précise : « Nous avons découvert une nouvelle propriété qui peut sélectivement empêcher une perte excessive d’eau des feuilles dans l’atmosphère sans affecter l’assimilation du carbone, améliorant ainsi l’efficacité d’utilisation de l’eau. »

Le capteur AquaDust, hydrogel synthétique souple et hydrophile, occupe les espaces intercellulaires du mésophylle et se dilate ou se contracte selon la disponibilité en eau. En mesurant les variations de fluorescence du colorant à l’intérieur du capteur, les chercheurs peuvent déterminer précisément le stress hydrique local dans la feuille. Cette innovation technologique fournit un nouvel outil pour étudier la dynamique hydrique des plantes.