Pendant la croissance des plantes, nous avons voulu que seuls les paramètres sonores diffèrent.

Durant la majeure partie de la journée, elles étaient au même endroit.

Quatre heures par jour, nous les avons mises dans quatres pièces de même température et de même ensoleillement. Elles étaient alors exposées à différentes musiques (de même volume sonore):

          - du Heavy Metal

          - de la musique classique

          - du Sonic Bloom

          - pas de musique (témoin)

 

Protocole Expérimental:

 

1.     Semence de graines de haricots dans plusieurs pots identiques. 

2.     Croissance dans des environnements similaires (hygrométrie, luminosité) et diffusion de musique différentes: Heavy Metal, musique classique et sonic bloom (ultrasons et sons naturels)

La diffusion de musique est faite dès la semence et dure 4 heures par jour.

Un quatrième plant témoin sans aucune exposition.

3.     Comparaison des différentes ondes sonores des musiques diffusées à l'aide du logiciel "logger pro".

4.     Comparaison de l'épiderme d'une plante avec et sans exposition à la musique.

5.     Observation des résultats et interprétation des conséquences de la diffusion des ondes sonores sur la croissance des plantes.

 

Voici les différents graphiques qui décomposent les ondes sonores de nos musiques:

(suite à un petit problème technique, nous n'avons pas pu, sur une même page, mettre trois musiques différentes. Pour écouter nos musiques, cliquez dans le  menu horizontal sur la page correspondante.)

On remarque, sur le graphique ci-dessous, que le heavy metal (Hardmetal remix) émet un grand nombre d'harmoniques avec de fortes amplitudes (un pic de 0.25 à 3200 Hz). 

On ne peut donc qualifier cette musique de son impur car elle émet beaucoup d'harmoniques avec de fortes amplitudes. Le heavy métal est un son volontairement traité, il n'est pas naturel.

 

 

 

 

 

 

 

 

On observe, sur le graphique ci-dessous, que la musique classique (Prélude de Mozart ) émet moins d'harmoniques que la musique heavy metal et sur des amplitudes moins importantes. On note tout de même un pic très élevé à 3000 Hz de 0.34 d'amplitude. On peut donc dire que la musique classique se base sur une superposition d'un nombre peu  élevé d'harmoniques, la musique classique est considérée comme pure au vue de son spectre sonore.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

On peut voir sur le graphique ci-dessous que la musique sonic bloom,  qui correspond à des sons naturels comme des chants d'oiseaux ou des ultrasons, n'émet pratiquement pas d'harmoniques. De plus, ces quelques harmoniques ont une amplitude basse. L'ultrason de l'enregistrement est mis en évidence par un pic à 5000Hz avec une amplitude élevée. On peut donc en déduire que le sonic bloom est un son totalement pur étant donné le peu d'harmoniques qui composent ce son.

 

 

 

 

 

 

 

 

  Nous avons observé de nombreuses fois l'épiderme de feuilles avec et sans exposition à la musique afin de voir si cette diffusion avait une influence sur le phénotype de la plante et si oui, quels types de modifications. Nous avons prélevé des épidermes de fougères scolopendres car, après plusieurs essais y compris sur des haricots, l'épiderme des fougères était le plus facile à prélever et celui qui donnait les résultats les plus faciles à exploiter.

Avec du vernis, nous avons fait des empruntes de l'épiderme inférieur des plantes sans exposition et avec une exposition de 15 minutes au sonic bloom. Ces observations ont été réalisées au même moment de la journée. Voici nos observations microscopiques:

 

Observation microscopique d'un stomate sans exposition à la musique (*600)

 

 Sans exposition à la musique, on remarque 

que l'ostiole du stomate n'est pas importante.

Ici, la plante effectue peu d'échanges gazeux

avec son environnement.

 

 

 

 

Observation microscopique d'un stomate avec une exposition de 15 minutes au sonic bloom

(*600)

 

Au contraire, avec une exposition de seulement

15 min au sonic bloom, l'ouverture du stomate

est quasi optimale, les échanges gazeux sont

multipliés.

 

 

 

 

L'influence de la musique sur la croissance végétale

 

 

L'ouverture stomatique

 

 A la suite de ces observations microscopiques, on peut maintenant affirmer que la musique a une réelle influence sur l'ouverture stomatique. Lorsque des tonalités aiguës, ou des chants d’oiseaux font vibrer la plante, les stomates s’ouvrent après un certain temps. La musique est donc un facteur environnemental qui joue sur l'ouverture des stomates. C'est également le cas de la température, de la luminosité, du vent, ... Les vibrations sonores influencent l'ouverture stomatique mais un son trop bruyant et impur comme le heavy metal peut perturber l'activité des cellules de garde. Nous avions réalisé l'observation avec le heavy metal mais, malheureusement, nous n'avons pas pu faire de capture d'image...

 

La synthèse de l'auxine

 

Nous avons également pu remarquer que la musique peut influencer la synthèse de l'auxine, protéine de croissance chez les végétaux. Les protéines sont synthétisées différemment selon la vibration à laquelle elles sont soumises.

La synthèse de l'auxine a lieu (comme toutes les protéines) au niveau du cytoplasme des cellules. Tout d'abord, dans le noyau, un seul brin d'ADN (matrice) est transcris par complémentarité nucléotidique. La protéine auxine est synthétisée dans les cellules de l'apex (extrémité d'une tige) de la plante.

La musique est ici un facteur environnemental qui peut influencer la synthèse de l'auxine en stimulant certains gènes qui s'expriment dans l'apex de la plante. L'activité de transcription des ARN polymérase est augmentée en présence d'ondes sonores à hautes fréquences. Ainsi, la traduction de l'ARN par les ribosomes est multipliée, ce qui permet une optimisation de la production d'auxine.

Ci-dessous, un schéma expliqué résumant cette synthèse:

 

 

Schéma de la synthèse d'une protéine à l'échelle cellulaire

(source: diaporama du cours 1ère S)

 

1: transcription de l'ADN par l'ARN polymérase

2: Epissage de l'ARN prémessager

3: Sortie de l'ARNmessager dans le cytoplasme

4: Traduction de l'ARN messager par les ribosomes

5: Synthèse de la protéine

 

La traduction de l'ARN messager en protéine

(suite d'acides aminés) par les ribosomes

 

 

 

 

 

Cependant, toutes les musiques ne stimulent pas cette production. En effet, un trop grand nombre d'harmoniques dans une musique peut perturber cette synthèse et ralentir le mécanisme de croissance chez la plante: c'est le cas du heavy métal qui est un son électriquement modifié. Les harmoniques qui le composent, inhibent la transcription de l'ADN et la traduction de l'ARNm par les ribosomes.

Au contraire, le sonic bloom ( un ultrason) possède un seul harmonique de forte fréquence (5000 Hz) qui stimule la production de cette protéine. La musique classique se rapproche également du sonic bloom avecun nombre restreint d'harmoniques mais avec des fréquences très importantes.

 

Résultats:

 

Tout d’abord, on remarque que le temps de germination moyen diffère peu selon les pots (environ 8 jours). La pousse du Sonic bloom est la première à être sortie de terre (une demi-journée avant la dernière). On peut donc en déduire que la diffusion de musique a une petite influence sur la croissance du végétal dès la semence.

Au 16ème jour, le lot Sonic bloom (environ 27cm) mesure la même taille que le lot Heavy Metal et est plus petit que le lot de classique et de témoin. Mais les feuilles du Sonic bloom ont une superficie environ trois fois plus grande que celles du lot témoin et Heavy Metal et deux fois plus grandes que celles du lot de musique classique. On peut donc en déduire que certaines ondes sonores comme celles qui composent le Sonic bloom accélèrent le processus de croissance durant cette période. Une telle constatation peut s'expliquer par l'augmentation de la synthèse de l'auxine durant cette période. Au contraire, le surnombre d'harmoniques qui compose le Heavy Metal ralentit la croissance du végétal.

Au 33eme jour, soit 2 jours avant la fin de notre expérimentation, les lots de Sonic bloom, de musique classique et de témoin mesuraient environ 37 cm et le lot de Heavy Metal lui mesurait 32 cm. La taille des feuilles étaient toujours différentes : Sonic bloom (14cm sur 10 cm), musique classique (10.5 sur 7.5cm), témoin (10cm sur 6cm) et Heavy Metal (8cm sur 6cm).

Lors du 35eme jour, nous avons coupé la plus grande feuille de chaque plant (soit 12 feuilles). Nous avons alors calculé la superficie moyenne des feuilles de chaque lot. Voici les résultats :

-Sonic bloom : 116 cm²

-Musique classique : 85 cm²

-Témoin : 73 cm²

-Heavy Metal : 58 cm²

 

A la fin de notre expérimentation, nous avons remarqué que les feuilles du lot de Sonic bloom sont de plus grande taille que celles des lots musique classique, témoins et Heavy Metal. On peut relever que la diffusion d'une musique, composée d'un nombre restreint d'harmoniques, optimise la croissance et le développement des plantes (ici des haricots).