La nuit, les plantes ne dorment pas; elles font des maths. D’accord, pas de l’arithmétique de haute volée. Mais elles sont expertes en divisions, d’après une étude récente, publiée dans la revue scientifique eLife.

Durant le jour, les plantes se nourrissent en utilisant l’énergie du soleil pour convertir le dioxyde de carbone (CO2) contenu dans l’air en sucre et en amidon. Mais une fois le soleil couché, elles n’ont pas d’autre choix pour tenir jusqu’au petit matin que celui de piocher dans leurs réserves d’amidon.

Or ce prélèvement nocturne ne peut pas être effectué au hasard. Si la plante épuise ses réserves avant la fin de la nuit, elle met en danger sa croissance. Si au contraire elle n’utilise pas tout l’amidon disponible, celui-ci risque de se dégrader et d’être perdu.

Une étude avait déjà montré qu’Arabidopsis thaliana, la plante modèle favorite des biologistes, excellait dans la gestion de ses ressources. Ses réserves d’amidon diminuent en effet de manière linéaire au cours de la nuit, jusqu’à ce qu’il n’en reste que 5% environ à l’aube. Et cela, quelle que soit la taille de départ du stock et la durée de la nuit.

Comment parvient-elle à cette prouesse? Les scientifiques britanniques du Centre John Innes de Norwich suggèrent que la taille de la réserve d’amidon et le temps qu’il reste avant le matin sont codés au sein de la plante par la concentration de deux molécules différentes, qu’on pourrait nommer A (pour «amidon») et T (pour «temps»). La vitesse à laquelle l’amidon doit être dégradé correspond alors au ratio entre les molécules A et T.

Les chercheurs n’ont pas identifié ces molécules régulatrices, mais ils ont validé leur hypothèse à l’aide d’expériences. Il s’agit pour eux de la première mise en évidence d’une telle opération arithmétique dans un processus vivant. La division pourrait cependant être pratiquée par d’autres espèces, par exemple les oiseaux pour évaluer leurs réserves de graisses au cours des migrations.

A l’occasion de l’Année des mathématiques de la planète Terre 2013, Le Temps décrit l’environnement à travers les nombres et les formules.