Les plantes carnivores ne se contentent pas de séduire par leur apparence étrange : elles manipulent activement le comportement de leurs proies. C’est le cas de Nepenthes khasiana, une espèce rare du nord-est de l’Inde, qui piège les fourmis avec un nectar sucré… empoisonné. Une étude menée par des chercheurs du Jawaharlal Nehru Tropical Botanic Garden and Research Institute (JNTBGRI), en collaboration avec des institutions indiennes comme l’Université de Kerala, révèle que ce nectar contient une neurotoxine, l’isoshinanolone, capable de perturber le système nerveux des insectes.

Publiée en mai 2025 dans la revue Plant Biology, cette recherche remet en question l’idée que ce nectar servirait à nourrir les visiteurs. Il s’agit au contraire d’un leurre chimique très élaboré, conçu pour affaiblir les proies et faciliter leur capture. Une stratégie végétale d’une efficacité redoutable, à la croisée de l’écologie, de la biochimie et de l’évolution.

Un nectar attractif en apparence, mais conçu pour manipuler

Chez Nepenthes khasiana, espèce endémique des collines Khasi en Inde, la production de nectar ne vise pas à nourrir, mais à piéger. Contrairement aux nectars floraux traditionnels, utilisés pour attirer des pollinisateurs, le nectar de cette plante est extrafloral, produit sur le bord de ses urnes, appelées péristomes, ainsi que sur leurs couvercles. Il se distingue par une composition sucrée très attractive pour les insectes, notamment les fourmis, principales proies de la plante.

Ce nectar contient trois sucres majeurs : le glucose, le fructose et le saccharose. Ces composés, en plus d’attirer par leur goût sucré, sont hygroscopiques. C’est-à-dire qu’ils absorbent l’humidité ambiante. Cela augmente la glissance du péristome, rendant la surface instable pour les insectes. Le nectar joue ainsi un double rôle : signal alimentaire pour leurrer les proies et élément physique favorisant leur chute.

Mais cette stratégie ne se limite pas à la texture. Comme le précisent les auteurs, le nectar agit comme un véritable leurre chimique. Il semble nutritif, mais ne contient quasiment aucun acide aminé libre et très peu de protéines. Or, ce sont ces éléments qui offrent aux insectes une valeur nutritionnelle réelle.

En agissant sur plusieurs niveaux – gustatif, chimique et physique – la plante détourne des signaux habituellement associés à une récompense. Ce piège complexe repose sur une coévolution entre la plante et ses proies. Nepenthes khasiana attire sans donner, utilise sans nourrir, en exploitant les comportements innés de ses visiteurs pour les conduire à leur perte.

Une molécule toxique ciblant le système nerveux des insectes

La clé de l’efficacité du piège de Nepenthes khasiana repose sur la présence d’un composant chimique puissant dans son nectar : l’isoshinanolone. Ce composé appartient à la famille des naphtoquinones, déjà connues pour leurs propriétés biologiques. Son action principale consiste à inhiber une enzyme cruciale du système nerveux : l’acétylcholinestérase (AChE).

Cette enzyme intervient dans la dégradation de l’acétylcholine, neurotransmetteur essentiel au bon fonctionnement des jonctions neuromusculaires. Lorsque l’enzyme se trouve bloquée, l’acétylcholine s’accumule, entraînant une hyperstimulation nerveuse. S’en suit une paralysie progressive. Chez les fourmis testées, les chercheurs ont observé des ralentissements moteurs, une faiblesse musculaire, une augmentation du toilettage (comportement de stress), des spasmes, voire la mort.

L’équipe a confirmé ces effets via des bioessais directs. Les fourmis nourries avec du nectar naturel ou de l’isoshinanolone purifiée montraient les mêmes symptômes. L’analyse a aussi permis d’isoler une autre naphtoquinone, le plumbagin. Il s’agit d’une molécule volatile également active contre l’acétylcholinestérase, bien que moins concentrée.

Ces résultats, inédits dans le contexte des nectars extrafloraux, révèlent un usage fonctionnel et ciblé d’un neurotoxique végétal. Contrairement aux toxines défensives retrouvées dans certaines plantes pour repousser les herbivores, ici, l’objectif est offensif. On affaiblit la proie pour en faciliter la capture.

L’étude remet donc en question la vision du nectar comme simple outil d’attraction passive. Il s’agit ici d’un outil de manipulation neurocomportementale, orienté vers la prédation. Cette découverte suggère que certaines plantes carnivores ne se contentent pas de piéger. Elles dérèglent activement les systèmes nerveux de leurs cibles pour mieux les consommer.

Un piège multifactoriel qui dépasse le simple nectar

La toxicité du nectar ne représente qu’un élément dans la stratégie complexe de capture de Nepenthes khasiana. La plante combine plusieurs structures et mécanismes, tous optimisés pour guider les proies vers la chute, puis leur digestion.

Le péristome, surface circulaire à l’entrée de l’urne, est à la fois humide, lisse et recouvert de cire, réduisant au maximum l’adhérence. Lorsqu’un insecte tente de s’y maintenir pour consommer le nectar, l’instabilité physique s’ajoute à la désorientation provoquée par la neurotoxine. Plus bas, une zone cireuse intermédiaire précède la cavité principale. Cette zone agit comme un couloir sans retour.

Le fond de l’urne contient un liquide viscoélastique acide. Contrairement à de simples sucs digestifs, ce fluide a une texture qui retarde l’évasion des proies tombées. L’acidité (pH généralement inférieur à 3,5) permet ensuite une dégradation efficace des tissus. Ce processus assure à la plante une absorption optimale des éléments minéraux libérés : azote, phosphore, potassium.

Ce système a évolué pour répondre à un milieu pauvre en nutriments. Nepenthes khasiana se développe dans des sols acides, pauvres en azote. Chaque fourmi digérée représente une précieuse ressource. La plante exploite donc tous les paramètres – chimiques, mécaniques, environnementaux – pour maximiser son rendement nutritif.

Ce piège multifactoriel résulte d’une intégration fine entre biochimie et morphologie. Il souligne l’intelligence évolutive des plantes, capables de développer des stratégies sophistiquées sans système nerveux ni cerveau, mais avec une adaptation fine à leur écosystème.

L’influence du CO₂ interne sur la stratégie carnivore de la plante

Une autre découverte majeure de l’étude concerne la présence de concentrations élevées de CO₂ à l’intérieur des urnes de Nepenthes khasiana. Ce dioxyde de carbone n’est pas uniquement un produit résiduel. Il joue un rôle actif dans la régulation des fonctions carnivores de la plante.

Les mesures effectuées par les chercheurs révèlent des taux de CO₂ jusqu’à 6000 ppm à l’intérieur des urnes, bien supérieurs à ceux de l’air ambiant (~400 ppm). Cette accumulation provient de la respiration cellulaire de la plante elle-même, mais aussi de la décomposition microbienne des proies capturées. Or, ce CO₂ affecte directement la production de nectar.

Les urnes enrichies en CO₂ montrent une augmentation du volume et de la composition toxique du nectar. Le CO₂ influence également la croissance des tissus internes, notamment ceux responsables de la production enzymatique. Les chercheurs suggèrent que cette atmosphère interne modifiée agit comme un régulateur de la stratégie carnivore.

Par ailleurs, l’environnement acide et riche en CO₂ inhibe certains microbes pathogènes. Cela permet une conservation plus efficace du liquide digestif, tout en favorisant la libération des nutriments. La plante crée ainsi un microclimat favorable à la digestion lente et contrôlée des proies.

Cette interaction entre gaz, chimie et physiologie montre que Nepenthes khasiana ne se contente pas de piéger. Elle modifie activement les paramètres internes de son piège pour en améliorer l’efficacité.

Source de l’article : Science et vie