La présentation est en train de télécharger. S'il vous plaît, attendez

La présentation est en train de télécharger. S'il vous plaît, attendez

Comment bouger sans muscle ? ou la physique des plantes carnivores… Yoël Forterre IUSTI, PolytechMarseille, CNRS UMR 6595.

Présentations similaires


Présentation au sujet: "Comment bouger sans muscle ? ou la physique des plantes carnivores… Yoël Forterre IUSTI, PolytechMarseille, CNRS UMR 6595."— Transcription de la présentation:

1 Comment bouger sans muscle ? ou la physique des plantes carnivores… Yoël Forterre IUSTI, PolytechMarseille, CNRS UMR 6595

2 Pollinisation, dispersion de graines… Mécanismes de défense Nutrition (plantes carnivores) 1 mm

3 Extrait de « The Private Life of Plants » doc. BBC Mouvement explosifs (concombre dâne, Impatience…)

4 Film temps réel (R. P. Hangater, Université Indiana) Sensitive (Mimosa Pudica)

5 Dionée (Dionaea muscipula) Film temps réel the most wonderful plant in the world C. Darwin

6 Nématode (champignon !) Film INRA Montpeller, André Selosse

7 1) Perception et transmission du signal ? Questions 2) Mécanisme pour le mouvement ? 3) Mouvement « rapide » ? Contraintes physiques/mécaniques Illustration : plante carnivore Dionée

8 Percevoir et transmettre sans nerf… J. Burdon-Sanderson (1873) C. Darwin (1875) J.C. Bose ( ) Davies, New Phytologist (2004)

9 Cellules mécano-transductrices Potentiel daction Propagation (10 cm/s)

10 P~ Bar ! « Cellule végétale = ballon gonflé » …et bouger sans muscle P Hill et Findlay, Q. Rev. Biophys. (1981) Mouvements rapides : variation de pression osmotique paroi

11 Franks et al, Plant Physiol Exemple : ouverture et fermeture des stomates stomate

12 Contraintes physiques sur les mouvements : Quest-ce quun mouvement rapide ? Idée Jan Skotheim (Rockefeller Institute) 1) Mouvement deau : limité par le temps poroelastique L : taille du tissu viscosité (Pa.s) k : perméabilité (m 2 ) E : module dYoung (Pa) densité (kg/m 3 )

13 Contraintes physiques sur les mouvements : Quest-ce quun mouvement rapide ? Idée Jan Skotheim (Rockefeller Institute) 2) limite ultime : temps inertiel 1) Mouvement deau : limité par le temps poroelastique L : taille du tissu viscosité (Pa.s) k : perméabilité (m 2 ) E : module dYoung (Pa) densité (kg/m 3 )

14 Skotheim, Mahadevan Science (2005)

15 Caméra rapide, 150 images/s Exemple : plante carnivore Dionée Caméra rapide, 2000 images/s

16 Une instabilité de flambage élastique ?

17 Expérience Lumière UV miroirs t ( t=0.04 s) Caméra rapide ouvert fermé

18 Courbure moyenne : m =( )/2 Courbure de Gauss : g = phases du mouvement accumulation et libération dénergie élastique

19 moule polymère vernis à ongle microscope Mesure des déformations en surface

20 - Surface interne : pas de déformation ( < 1%) - surface externe : extention anisotrope (5-10 %) Champs de déformation associé à la fermeture

21 y x seul xn change lors de la fermeture Courbures naturelles xn and yn dissection dans létat final libère les contraintes géométriques

22 Mécanisme de fermeture: un flambage élastique Le système change activement xn MAIS feuille = coque doublement courbée Barrière dénergie élastique détirement : instabilité état ouvert lentrapide état fermé

23 Modèle de coque élastique : statique - feuille = coque élastique mince (épaisseur h, taille L, courbures x y ) - paramètre contrôlé par la plante : xn -

24 c c

25 Vitesse de fermeture en fonction du paramètre

26 Une forme optimale ? Feuille typique: ~ (1cm) 4 (0.1cm -1 ) 2 /(0.1cm) 2 ~ 1

27

28 Inertie ? Air ? Frottement interne : Mouvement deau ? L ~1 cm, h ~0.5 mm, ~10 m -1, ~10 -3 kg/m 3, E ~10 MPa Quest-ce qui contrôle le temps de fermeture ?

29

30 Temps poroélastique (équilibre forces) (conservation masse) (loi de Darcy) 1) 2) 3) k~ m 2 d~10 nm, OK… Dionée : p ~0.1-1 s

31 Forterre et al. Nature (2005)

32 une alternative au mouvement musculaire ? -Mouvements actifs (pression osmotique ? croissance ?) - Instabilités élastiques

33 physique des mouvements actifs ? (Steudle, Université de Bayreuth) Mécanique des fluides à léchelle de la cellule et la suite… cell micro-sonde de pression capillaire microscope transduceur de pression biomimétisme

34 collaborations : Jan Skotheim (Rockefeller Institute, New-York) Jacques Dumais (Harvard, Cambridge) L. Mahadevan (Harvard, Cambridge) Bruno Moulia et Hervé Cochard (INRA, Clermont-Ferrand) Herynanja Rasamoely (Ecole de lair, Salon)


Télécharger ppt "Comment bouger sans muscle ? ou la physique des plantes carnivores… Yoël Forterre IUSTI, PolytechMarseille, CNRS UMR 6595."

Présentations similaires


Annonces Google