La question « Les plantes sont-elles intelligentes ? » est à la fois légitime sur le plan scientifique et controversée. Tout dépend de la façon dont vous définissez l'intelligence. Si l'intelligence signifie la capacité à percevoir l'environnement, intégrer des informations, adapter son comportement et résoudre des problèmes : les recherches des vingt dernières années ont accumulé des preuves solides que les plantes font tout cela, de manière qui ne requiert ni neurones ni cerveau. Si l'intelligence signifie conscience, subjectivité, capacité à avoir des expériences : la science est ici bien plus prudente et le débat reste ouvert. La neurobiologie végétale (signalisation et comportement des plantes) est la discipline scientifique qui étudie ces phénomènes. Officiellement fondée en 2005 avec la création de la Société de la signalisation et du comportement des plantes, elle a suscité un débat riche et parfois animé au sein de la communauté scientifique. Les fondateurs de cette discipline incluent Stefano Mancuso (Université de Florence) et František Baluška (Université de Bonn) : leurs travaux ont porté la question de l'intelligence des plantes du laboratoire au débat public, non sans controverse.

Ce que font les plantes qui ressemble à de l'intelligence

Les plantes affichent des comportements que, chez un animal, nous attribuerions sans hésiter à l'intelligence. Intégration de multiples signaux environnementaux : une tomate attaquée par une chenille reçoit simultanément des signaux mécaniques (dommages physiques aux feuilles), des signaux chimiques (salive de la chenille), des signaux lumineux, et les intègre pour produire une réponse défensive complexe : fermeture des stomates, production de tanins et d'autres composés défensifs, envoi de signaux aux feuilles pas encore attaquées. Cette intégration multi-sensorielle est l'un des éléments fondamentaux de l'intelligence adaptative. Prise de décision contextuelle : une plante de blé en conditions de faible luminosité investit davantage dans une tige haute et fine (pour atteindre la lumière) et moins dans les racines. La même plante en conditions de sécheresse investit davantage dans des racines profondes. Cette allocation adaptative des ressources est une forme de prise de décision contextuelle. Communication précise avec réponses adaptatives : une plante de maïs attaquée par des larves de papillons nocturnes libère des composés volatiles qui attirent des guêpes parasitoïdes—ennemis naturels des larves. Elle « demande de l'aide » de manière précise et sélective à un allié spécifique. Plus de 1 700 composés volatiles ayant une fonction communicative ont été documentés chez les plantes. Résolution de problèmes spatiaux : les racines naviguent dans le sol en contournant les obstacles, trouvant des chemins vers l'eau et les nutriments via des gradients chimiques, physiques et électriques. Ce comportement de navigation spatiale est, dans les systèmes biologiques équipés d'un cerveau, considéré comme une preuve du traitement intelligent des informations spatiales.

Signaux électriques chez les plantes : l'analogue des signaux nerveux

L'un des arguments les plus controversés en neurobiologie végétale est l'existence de signaux électriques chez les plantes similaires aux potentiels d'action dans les neurones animaux. Les preuves : des potentiels électriques similaires aux potentiels d'action animaux ont été enregistrés chez les plantes depuis le 19e siècle (Jagadish Chandra Bose, 1900). L'exemple le plus célèbre est Mimosa pudica (la sensitive) : lorsqu'on la touche, un signal électrique se propage rapidement à travers la tige, causant la fermeture rapide des feuilles en dixièmes de seconde. Des signaux électriques similaires se propagent chez les plantes en réponse aux blessures, aux changements de température et aux attaques d'herbivores. La vitesse de transmission (1-10 cm/seconde) est bien plus lente que la transmission neurale animale (1-100 m/seconde) mais elle est réelle et documentée par des techniques électrophysiologiques. Le glutamate comme « neurotransmetteur » végétal : une étude majeure de Toyota et al. (Science, 2018) a démontré que chez les plantes Arabidopsis thaliana (la mouche du vinaigre de la botanique : la plante modèle de la recherche), les blessures aux feuilles activent une onde de glutamate qui se propage rapidement à travers la plante, médiatisée par des récepteurs au glutamate (homologues à ceux des neurones animaux). Le glutamate est le principal neurotransmetteur excitateur du système nerveux animal : le fait que la même molécule avec une fonction similaire existe chez les plantes a des implications profondes.

Le débat scientifique : qui remet en question la neurobiologie végétale

La neurobiologie végétale n'est pas unanimement acceptée par la communauté scientifique. Les principales critiques : le problème de l'anthropomorphisme : attribuer aux plantes des termes comme « intelligence », « mémoire », « apprentissage », « comportement » est considéré par de nombreux botanistes comme trompeur, car cela implique des analogies avec les processus mentaux animaux qui ne sont pas justifiées. Les processus biochimiques des plantes sont complexes mais fondamentalement différents de la neurobiologie animale. L'absence de substrat computationnel : l'intelligence (au sens fort) nécessite un système capable de traiter les informations de manière flexible et rapide. Les réseaux vasculaires des plantes et leurs systèmes de signalisation chimique ont des latences de plusieurs heures ou jours, non pas les millisecondes des systèmes nerveux. L'efficacité évolutive sans intelligence : la complexité adaptative des plantes peut être entièrement expliquée par la sélection naturelle favorisant des réponses biochimiques complexes aux stimuli environnementaux, sans nécessiter aucune forme de traitement central de l'information. En 2007, 33 botanistes de renommée internationale ont signé un article critique dans Trends in Plant Science arguant que la terminologie de la neurobiologie végétale est trompeuse et non justifiée par les données. La réponse des neurobiologistes végétaux : le débat terminologique est valide, mais les phénomènes décrits (signaux électriques, mémoire comportementale, communication précise, résolution spatiale de problèmes) sont réels et exigent une explication scientifique. Les appeler par d'autres noms ne les fait pas disparaître.

Stefano Mancuso et l'école italienne : une contribution mondiale

Stefano Mancuso, professeur de neurobiologie végétale à l'Université de Florence et fondateur du Laboratoire International de Neurobiologie Végétale (LINV), est la figure italienne ayant la plus grande résonance internationale dans ce domaine. Ses contributions scientifiques les plus significatives : la démonstration de l'existence de zones apicales racinaires ayant une fonction analogue au cerveau dans la direction du comportement racinaire (Mancuso, Viola, Plant Signaling and Behavior, 2008), la mise en évidence de la communication électrique chez les plantes comme système de transmission rapide de l'information dans tout le corps végétal, les études sur la cognition racinaire comme système de navigation distribué. Ses ouvrages de vulgarisation scientifique (Verde Brillante : Sensibilità e Intelligenza del Mondo Vegetale ; Plant Revolution ; The Revolutionary Genius of Plants) ont apporté la neurobiologie végétale au grand public dans plus de 30 pays. Le LINV de Florence collabore avec la NASA sur la culture de plantes dans l'espace et avec l'ESA pour comprendre le comportement des plantes en conditions de microgravité. L'école italienne de neurobiologie végétale possède une visibilité scientifique internationale disproportionnée par rapport à la taille de la communauté scientifique nationale : un cas rare d'excellence académique italienne reconnue mondialement.

L'intelligence distribuée : le modèle végétal

L'un des aspects les plus fascinants de l'intelligence végétale est sa nature distribuée. Un animal possède un cerveau centralisé qui traite l'information et envoie des commandes au corps. Une plante n'a pas de centre : chaque partie du corps végétal a la capacité de détecter, réagir et s'adapter de manière relativement autonome. Le modèle distribué offre des avantages évolutifs extraordinaires : la résistance aux dommages (un herbivore peut manger 90 % d'une plante sans la tuer : aucun animal ayant un cerveau centralisé ne survit à la destruction de 90 % de son cerveau), la scalabilité (la même « intelligence » fonctionne chez une Arabidopsis de 5 cm et chez un Séquoia de 100 mètres, vieux de 2 000 ans), la modularité (chaque organe a une autonomie fonctionnelle : une feuille « décide » de fermer ses stomates en réponse à la sécheresse même si elle est séparée de la plante). Ce modèle d'intelligence distribuée est ce que les ingénieurs en intelligence artificielle tentent de reproduire dans les systèmes multi-agents et les réseaux de neurones distribués. Les plantes ont résolu ce problème d'optimisation des millions d'années avant même que les neurones n'existent.