La science révèle comment les fruits gardent un couvercle sur le mûrissement jusqu’au moment opportun

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Si vous avez déjà essayé de faire mûrir un fruit en le mettant dans un sac avec une banane, vous avez exploité le pouvoir de l’éthylène.

L’éthylène est une hormone végétale importante. Dans les bananes et de nombreux autres fruits, la production d’éthylène bondit lorsque le fruit est prêt à mûrir. Cette poussée déclenche la transformation d’un fruit dur, vert et terne en une chose tendre, voyante et sucrée, prête à être consommée.

Les scientifiques étudient le rôle de l’éthylène dans la physiologie végétale depuis plus d’un siècle et l’industrie des fruits et légumes utilise depuis longtemps ce gaz pour manipuler le mûrissement. Mais la façon dont les fruits régulent la production de l’hormone est restée un mystère. Maintenant, les scientifiques ont trouvé un interrupteur principal qui conduit la plante à augmenter la production d’éthylène quand le moment est, eh bien, mûr.

Dans une étude publiée lundi dans Nature Plants, les chercheurs ont découvert qu’avant qu’un fruit soit prêt à mûrir, cet interrupteur principal empêche les gènes liés au mûrissement d’être activés avant le moment.

Faire basculer l’interrupteur principal « c’est comme briser la vitre d’une alarme incendie », explique le coauteur de l’étude, James Giovannoni, biologiste moléculaire des plantes au ministère américain de l’Agriculture et à l’université Cornell. « Une fois que vous tirez sur ce levier, les choses commencent vraiment à se produire. »

Ce commutateur est crucial car mûrir trop tôt peut avoir des conséquences désastreuses pour la plante – elle pourrait manquer sa chance de procréer. Fabriquer des fruits charnus et délicieux est une stratégie : la finalité est d’amener un animal à manger le fruit et à disperser les graines qu’il contient.

Lorsque l’interrupteur de maturation est déclenché, des gènes sont activés. Cela rend finalement le fruit prêt à être mangé : la plante compose la production de sucre dans le fruit et commence à fabriquer des composés à l’odeur sucrée pour tenter le nez d’un animal et des pigments qui attirent l’œil d’un animal.

Dans certains fruits, le basculement de l’interrupteur de mûrissement entraîne également l’activation des machines pour fabriquer de l’éthylène. Le mûrissement des fruits ne se produit pas en un instant, mais au fil du temps. Une fois que le fruit commence à synthétiser de l’éthylène, l’hormone maintient tout ce qui doit être activé, activé, soutenant ainsi le processus de mûrissement.

Ceci explique pourquoi l’astuce de la banane dans le sac fonctionne et pourquoi parfois elle ne fonctionne pas. Si un fruit est exposé à l’éthylène bien avant sa maturité, il ne fera pas grand-chose. En fait, dans certains fruits, il peut empêcher le mûrissement. Mais pour certains fruits, l’exposition au gaz dans la fenêtre critique propulse le mûrissement. Nous savons maintenant que pour des fruits comme les pommes, les bananes, les pêches, les mangues, les poires et les tomates, cette fenêtre s’ouvre lorsque l’interrupteur principal est actionné. Pour les fruits qui ignorent l’éthylène, comme le raisin, l’ananas et de nombreuses baies, le truc du sac ne fonctionnera pas.

Contrôler quand et où l’éthylène est activé est un acte d’équilibre délicat pour la plante. L’éthylène n’est pas seulement impliqué dans le mûrissement, c’est aussi une hormone de stress. Lorsqu’une partie de la plante, comme une feuille, est attaquée ou endommagée, l’éthylène déclenche le processus de décomposition, entraînant le flétrissement et l’amputation des parties endommagées.

Il est intuitivement logique que l’éthylène soit impliqué à la fois dans le mûrissement et la décomposition, explique Harry Klee, expert en génétique et en biochimie des fruits à l’Université de Floride à Gainesville, qui n’a pas participé à l’étude.

« Le mûrissement des fruits est le début de la décomposition », explique Klee. « Il se trouve que nous le cueillons et le mangeons à un moment donné, mais il est en passe de devenir un sac de bouillie. »

Les humains exploitent les pouvoirs de maturation de l’éthylène depuis des siècles. Les anciens Égyptiens tranchaient des figues, déclenchant la libération d’éthylène et améliorant le processus de maturation. Les agriculteurs chinois faisaient mûrir les poires en brûlant de l’encens dans les entrepôts de poires. Le dicton « une pomme pourrie gâche le lot » fait référence à la façon dont l’éthylène libéré par une pomme en décomposition va inciter les pommes voisines à mûrir et finalement à se décomposer également.

Une observation critique de l’activité de l’éthylène liée au stress a eu lieu à la fin des années 1800, lorsque des scientifiques ont remarqué que le gaz émis par les lampadaires incitait les arbres voisins à se flétrir et à perdre leurs feuilles.

Aujourd’hui, les distributeurs de fruits et légumes manipulent régulièrement le mûrissement des fruits qui répondent à l’éthylène. Les bananes, les tomates, les pêches, les poires et certains autres fruits sont souvent cueillis lorsqu’ils sont presque mûrs. Ces fruits sont expédiés alors qu’ils sont encore fermes et moins susceptibles d’être endommagés. Ensuite, les distributeurs libèrent de l’éthylène dans l’entrepôt où sont stockés les fruits, ce qui les fait mûrir davantage avant leur livraison sur le marché. (Cela peut parfois être désastreux, l’éthylène est inflammable et des explosions dans des entrepôts de fruits ont tué des gens).

La découverte de l’interrupteur de mûrissement pourrait permettre une régulation encore plus fine du processus, dit Klee. Et les données générées par la nouvelle étude pourraient aider les chercheurs à étudier une foule d’autres questions liées au mûrissement, notamment la saveur.

Il y a quelques années, Klee et ses collègues ont découvert pourquoi les tomates perdent leur saveur après être restées au réfrigérateur : Le refroidissement modifie l’activité d’importants gènes liés à la saveur. La nouvelle étude suggère qu’un commutateur de maturation similaire pourrait être le coupable des fruits sans saveur.

La recherche pourrait également aider les sélectionneurs à comprendre le mûrissement des fruits qui sont moins étudiés que les tomates ou les bananes. Comme les scientifiques ont pu localiser les gènes qui sont activés par le commutateur de maturation, les sélectionneurs peuvent maintenant rechercher différentes versions de ces gènes dans les populations sauvages de fruits. Cela pourrait conduire à la découverte de nouvelles variétés qui mettent plus ou moins de temps à mûrir – le genre de découvertes qui nous apportent des fruits même lorsqu’ils sont hors saison.

Détecter le moment où le commutateur de mûrissement est prêt à être déclenché donne aux producteurs de fruits et légumes une chance plus claire de trouver la fenêtre de mûrissement parfaite. Et s’ils peuvent l’appliquer à une gamme de fruits, cela pourrait signifier encore plus de variété pour nous dans les allées du supermarché.

Rachel Ehrenberg est une journaliste indépendante basée à Boston. Elle écrit sur l’intersection entre la science, l’alimentation, les gens et la politique. Suivez-la sur Twitter.