DORMANCE: CHEZ LES ANIMAUX ET LES PLANTES (AVEC EXEMPLES) - LA BIOLOGIE - 2025

Le terme dormance fait référence à une série de processus physiologiques qui se terminent généralement par l'arrêt du métabolisme, de la croissance et du développement pendant des périodes de temps variables. Ce phénomène est présenté par de nombreuses espèces de bactéries, champignons, protistes, plantes et animaux, à la fois vertébrés et invertébrés, bien que pour certains groupes, il n'ait jamais été signalé.

La dormance est un mécanisme d'adaptation et de survie qui se produit normalement en réponse à des conditions environnementales extrêmes telles que, par exemple, les changements saisonniers où les individus peuvent faire face à des températures extrêmes, à la déshydratation, aux inondations, au manque de nutriments, entre autres.

Marmotte (Source pixabay.com)

Tous les organismes, qu'ils soient sessiles ou capables de se déplacer librement, sont confrontés à un moment de leur cycle biologique à des conditions limitantes pour leur reproduction, leur croissance ou leur survie. Certains répondent par des phénomènes démographiques tels que les migrations, tandis que d'autres entrent dans un état dormant.

Les facteurs qui déclenchent le déclenchement de ce processus, à la fois externes et internes, varient d'une espèce à l'autre, et il peut même y avoir des différences importantes entre les individus d'une même espèce qui sont situés dans des zones géographiquement différentes.

Voici quelques caractéristiques et exemples entre le processus des animaux et des plantes.

Chez les animaux

Dormance chez les invertébrés

Dans ce groupe d'animaux, les types de dormance varient d'un petit œuf à la forme modifiée d'un adulte. Elle est classée comme quiescence et diapause, selon les facteurs impliqués dans son déclenchement et son entretien.

La quiescence fait référence à toutes les formes induites par des conditions environnementales défavorables. Les formes de quiescence sont l'hibernation, l'estivation, l'anhydrobiose (vie sans eau) et la cryptobiose (vie cachée ou cachée).

La diapause, plus que par des conditions extérieures, est entretenue par des réponses physiologiques internes, inhérentes à chaque espèce et individu.

De nombreuses espèces de porifères, cnidaires, vers plats, rotifères, nématodes, tardigrades, arthropodes, mollusques, annélides, hémicordés et chordés présentent des formes quiescentes ou diapause.

Certaines éponges produisent des gemmules de résistance qui les aident à rétablir des populations complètes une fois les conditions favorables rétablies. Certaines espèces de cnidaires produisent des jaunes basaux ou des œufs sexuels «dormants» qui peuvent durer des semaines, voire des mois.

Les insectes peuvent entrer en diapause à n'importe quel stade (œufs, larves, chrysalides ou adultes), selon l'espèce et l'habitat qu'ils occupent. Les myriapodes peuvent s'enrouler dans de petites serres sur le sol et résister aux inondations en tant qu'organismes adultes.

Chez les mollusques, il a également été observé que les bivalves et les prosobranches entrent en dormance en obturant leurs valves ou en ouvrant leur coquille. Les bivalves peuvent durer plusieurs mois enfouis de cette manière dans les sédiments.

Il est important de mentionner que la dormance est beaucoup plus fréquente chez les espèces d'invertébrés terrestres, semi-terrestres ou d'eau douce que chez les espèces marines, peut-être en raison de la stabilité relative de ces milieux par rapport aux milieux terrestres.

Dormance chez les vertébrés

Chez les vertébrés, les cas de dormance les plus connus sont ceux d'hibernation chez les mammifères tels que les ursidés et les rongeurs, et chez les oiseaux.

Cependant, de nombreuses recherches se sont récemment concentrées sur la dormance des populations de cellules tumorales de patients cancéreux, qui est étroitement liée au développement de métastases.

Comme dans le reste des animaux et des plantes, chez les mammifères, la dormance se produit comme un mécanisme adaptatif pour faire face à des périodes de forte demande énergétique mais peu de disponibilité d'énergie dans l'environnement.

Il s'agit de changements physiologiques, morphologiques et comportementaux qui permettent à l'animal de survivre dans des conditions défavorables.

Hibernation

Le début d'une saison d'hibernation se caractérise par de longs «décalages» de torpeur au cours desquels les taux métaboliques diminuent progressivement et où la température corporelle ne reste que quelques degrés au-dessus de la température ambiante.

Ces «léthargie» sont entrecoupées de moments d'intense activité métabolique, qui parviennent à augmenter la température corporelle avant de revenir à la léthargie. Pendant cette période, toutes les fonctions corporelles sont réduites: fréquence cardiaque, respiration, fonction rénale, etc.

Les changements saisonniers préparent l'animal à l'hibernation. La préparation, au niveau physiologique, est probablement réalisée en modifiant les niveaux à l'état d'équilibre de nombreuses protéines qui remplissent des fonctions spécifiques d'augmentation ou de diminution de l'abondance de certains ARNm et de leurs protéines correspondantes.

L'entrée et la sortie de la torpeur sont plutôt liées à des commutateurs métaboliques réversibles et rapides, qui fonctionnent plus instantanément que des changements dans le contrôle de l'expression génique, la transcription, la traduction ou la stabilité des produits.

Dans les plantes

Les cas les plus connus de dormance des plantes correspondent à la dormance des graines, tubercules et bourgeons, caractéristiques des plantes soumises à la saisonnalité.

Contrairement à la dormance chez les animaux, les plantes entrent en dormance en fonction de la température, de la durée de la photopériode, de la qualité de la lumière, de la température pendant les périodes de lumière et d'obscurité, des conditions nutritionnelles et de la disponibilité de l'eau. Il est considéré comme une propriété «héréditaire» car il est également déterminé génétiquement.

Dormance dans les bourgeons

Ce phénomène se produit dans de nombreux arbres et comprend la perte annuelle et le renouvellement des feuilles. On dit que les arbres sans feuilles en hiver sont dormants ou dormants.

Les bourgeons terminaux, protégés par les cataphiles, sont ceux qui donnent ensuite naissance aux nouvelles feuilles et aux primordiums foliaires.

Bourgeons d'arbres en hiver (Source: pixabay.com)

Ces bourgeons se forment environ deux mois avant la fin de la croissance active et la perte des feuilles. Contrairement aux animaux, chez les plantes, la photosynthèse, la respiration, la transpiration et d'autres activités physiologiques se poursuivent tout au long de l'année, la seule chose qui s'arrête vraiment est la croissance.

Les longueurs d'onde de la lumière (rouge et rouge lointain) semblent jouer un rôle très important dans l'établissement et la rupture de la dormance dans les bourgeons, ainsi que dans l'accumulation de l'hormone acide abscisique (ABA).

Dormance dans les graines

La dormance des graines est très courante chez les plantes sauvages, car elle leur donne la capacité de survivre aux catastrophes naturelles, de diminuer la concurrence entre les individus de la même espèce ou d'empêcher la germination à la mauvaise saison.

Dans les graines, ce processus est contrôlé par la régulation de l'expression génétique, l'activité enzymatique et l'accumulation de régulateurs de croissance, avec un rôle fondamental de l'ABA. Cette hormone s'accumule dans les graines et est censée être synthétisée par l'endosperme et l'embryon, plutôt que par la plante qui donne naissance à la graine.

Pendant la dormance, les graines résistent à de longues périodes de dessiccation. On a constaté que les protéines ABONDANTES D'EMBRYOGENÈSE TARDIVE (LEA) semblent agir comme des protecteurs d'autres protéines nécessaires pendant les périodes de dessiccation.

Graines de cumin Dorly, Cuminum cyminum (Source: pixabay.com/)

Dans les tubercules, il y a aussi une dormance. Les méristèmes de ces structures sont en état d'arrêt dans la phase G1 du cycle cellulaire, avant la synthèse de l'ADN. La libération de cet arrêt dépend de nombreuses kinases dépendantes de la cycline et de leurs cibles en aval.

L'ABA et l'éthylène sont nécessaires pour le début de la dormance des tubercules, mais seul l'AVA est nécessaire pour maintenir la dormance. Dans cet état, les tubercules présentent de faibles niveaux d'auxine et de cytokinine, qui participeraient à sa dégradation et à sa germination ultérieure.

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