La première tentative de mesure du biomagnétisme végétal échoue

Les mesures sensibles du champ magnétique offrent aux biologistes une fenêtre unique sur la fonction électrique du corps. La technique de la magnétoencéphalographie, par exemple, fournit des informations étonnantes sur le fonctionnement du cerveau humain.



Mais qu'en est-il des plantes, demandent Eric Corsini et ses copains de l'Université de Californie à Berkeley. Certes, ils ont été trop longtemps ignorés. À notre connaissance, personne n'a encore détecté le champ magnétique d'une plante, disent-ils. Ces gars-là ont courageusement entrepris de réparer ce tort.

Il fut un temps où les dispositifs d'interférence quantique supraconducteurs (SQUIDS) étaient les genoux des abeilles lorsqu'il s'agissait de mesurer les champs magnétiques. Bien que les SQUIDS nécessitent une panoplie vertigineuse d'accessoires pour les maintenir à des températures très froides, rien ne pourrait améliorer leur sensibilité ou leurs performances.

Tout cela a changé avec les améliorations spectaculaires apportées ces dernières années avec les magnétomètres sans relaxation à échange de spin (SERF). Ceux-ci fonctionnent en envoyant un faisceau de lumière polarisée circulairement à travers un petit nuage d'atomes de rubidium. Tout petit champ magnétique a tendance à aligner les électrons dans les atomes, les obligeant à absorber la lumière polarisée traversant le nuage. Ainsi, la quantité de lumière transmise est une mesure de la force du champ.

Les SERF sont au moins aussi sensibles que les SQUIDS, capables de détecter des champs en régime nanoG (le champ magnétique terrestre à la surface est d'environ 500 milliG). Ils sont petits, ne mesurant que quelques millimètres cubes et, mieux encore, ils peuvent fonctionner à température ambiante sans avoir recours à des procédés cryogéniques compliqués.

Par conséquent, les SERF ouvrent de tout nouveaux types de mesures de champ magnétique.

Corsini et ses amis ont utilisé leurs SERF pour tenter de mesurer le champ magnétique généré par Trudy, une plante à fleurs rares résidant actuellement au Jardin botanique de l'Université de Californie à Berkeley.

Trudy est un amorphophallus, un genre qui tire son nom du grec pour pénis difforme. Elle ne fleurit qu'une fois tous les six ans environ lors d'un événement devenu aussi célèbre que rare. Lorsque Trudy fleurit, elle produit une odeur putride rappelant les cadavres en décomposition qui attire les insectes et les touristes à des kilomètres à la ronde.

Au cours de ce processus, son spadice (la partie déformée du pénis de la fleur) chauffe jusqu'à 30 degrés C par cycles d'environ 30 minutes.

Corsini et ses collègues ont estimé que si l'élévation de température est le résultat de courants ioniques dans la plante, ils doivent également être associés à un champ biomagnétique d'environ 10 microG. Et la vitesse du processus pourrait bien rendre les mesures possibles sur une période de temps raisonnable.

Alors lui et les autres se sont installés dans le jardin botanique de l'Université de Californie, armés d'une paire de SERF capables de faire des mesures aussi sensibles.

Il s'avère, bien sûr, que ces mesures sont plus délicates qu'il n'y paraît. La serre de Trudy a des radiateurs qui s'allument et s'éteignent régulièrement pour maintenir une température tropicale, elle est remplie de nombreux botanistes et touristes qui sont tous curieux de voir et de sentir Trudy à son heure la plus agréable et elle est inconfortablement proche de la ligne de train de banlieue BART vers San François.

Corsini et consorts reprennent le récit : Nous avons observé visuellement l'anthèse (début de la phase de floraison) vers 21h dans la nuit du 22 juin.

À ce moment-là, ils étaient déjà en train d'enregistrer, mais qu'ont-ils vu ? Les périodes sans BART (1 à 5 heures du matin) sont clairement visibles comme des périodes relativement calmes sur le plan magnétique sur chacun des deux canaux du magnétomètre, disent-ils, ajoutant que d'importantes fluctuations du champ magnétique sont également visibles pendant les heures d'ouverture du jardin (9 heures du matin - 17 h 00) lorsque les visiteurs se pressent.

Ils repèrent également d'étranges sauts dans les mesures. Les discontinuités dans les données ont été causées par un déplacement accidentel du pot et/ou des capteurs, probablement dus à des visiteurs trébuchant dans l'usine et l'équipement environnant.

Mais qu'en est-il du champ biomagnétique ? Corsini et co disent que leurs mesures placent une limite supérieure de 0,6 microG sur l'amplitude du biomagnétisme généré par la plante. En d'autres termes, les champs biomagnétiques étaient trop petits pour être mesurés.

C'est dommage mais qu'est-ce qui s'est passé ? Il est probable que Corsini et co ont surestimé la taille du champ que les courants ioniques dans la plante pourraient générer. Ils supposent que la chaleur est générée électromagnétiquement, par le flux de courant ionique à travers une résistance.

Ce n'est peut-être pas le cas. Les bouffées de chaleur de Trudy pourraient également être causées par une sorte de processus chimique exothermique. Si tel est le cas, les champs peuvent être trop petits même pour qu'un SERF puisse les récupérer.

Mais des mesures plus sensibles devraient être possibles. Corsini et ses amis prévoient désormais d'effectuer leurs mesures dans des environnements plus isolés en utilisant des plantes plus maniables. Un piège à mouches vénus, par exemple, devrait s'intégrer parfaitement dans un laboratoire de physique standard et peut être déclenché à volonté.

Trudy valait certainement la peine d'essayer, compte tenu de sa taille et de son taux métabolique, mais il semble qu'il faudra attendre encore un peu pour la première détection sans ambiguïté d'un champ biomagnétique généré par une plante.

Au moins la prochaine fois, Corsini et co pourront effectuer leur travail sans l'odeur de cadavres en décomposition dans l'air.

Réf : arxiv.org/abs/1006.3578 : Recherche de biomagnétisme végétal avec un magnétomètre atomique sensible

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