Chez les animaux, la formation des organes s'explique par la capacité des cellules à migrer au sein de la structure embryonnaire, et donc à se spécialiser à leur rythme, au gré de leur environnement.

Mais le mystère restait entier pour les plantes, chez qui la paroi rigide des cellules empêche toute migration... Une équipe internationale de biologistes vient de comprendre, en se penchant sur la mise en place des vaisseaux qui transportent la sève chez un embryon de plante Arabidopsis : la division et la spécialisation des cellules se produisent en même temps, car elles sont gouvernées par les mêmes gènes. Seulement ces gènes s'expriment de manière distincte dans les toutes premières cellules embryonnaires... Et c'est bien ici la clé du mystère : "Les quatre cellules précurseurs ne sont en réalité pas identiques, explique Dolf Weijers, de l'université de Wageningen, aux Pays-Bas. Deux d'entre elles sont reliées par un pan de leur paroi, ce qui fixe l'orientation de l'ensemble des divisions dès les premiers stades embryonnaires". Et cette paire de cellules agirait donc comme le véritable maître d'ouvre de la mise en place des vaisseaux.

Pour la première fois, des chercheurs ont pu observer les forces en présence lors de la croissance des végétaux.

Les gènes ne font pas tout. Dans le monde végétal, ils ne peuvent rendre compte seuls de la forme d'une feuille ou encore d'une fleur. Un autre paramètre, capital, a été mis au jour par une équipe internationale pilotée par un laboratoire de l'Institut national de la recherche agronomique (Inra) et de l'Ecole nationale supérieure de Lyon. Selon l'article publié dans Science, chaque cellule d'une plante est capable de sentir la force exercée par ses voisines lors de sa croissance. Et, en plus, d'y résister. Cette résistance va orienter le "squelette" de la cellule et par la suite agir sur l'ensemble du tissu. Les forces en présence vont donc diriger la croissance et seront responsables des formes variées que l'on connait : feuilles simples ou composées, palmées ou digitées, à bord uni ou denlelé...
Les chercheurs ont suivi la dynamique des microtubules, ces protéines qui confèrent aux cellules leur structure pendant la croissance du tissu végétal. Ils ont d'abord modifié le champ de force local en enlevant une cellule et observé comment les cellules voisines se réorganisaient autour de la blessure. Ils ont également mesuré l'effet d'une pression extérieure. Conclusion : dans les 2 cas, les cellules s'alignent le long du champ de force apparu dans le milieu. Ces expériences ont été validées par des modèles empruntés à la physique de la déformation des solides comme les ailes d'avions ou les bâtiments. Au final, la capacité individuelle à résister aux forces suffit à créer une forme colleclive. La génétique n'est là que pour conrôler cette capacité à réagir ou bien pour accélérer ou ralentir la croissance des cellules.
Il reste néanmoins à comprendre comment ces dernières perçoivent les forces. Ensuite, il sera possible de créer des plantes virtuelles, mêlant interactions génétiques et physiques, dont on pourra prévoir le développement et les formes en fonction de différentes contraintes...