Les plantes et leur microbiote – tout comme les humains et leur microbiote –échangent du matériel génétique. En étudiant cette forme de communication entre les partenaires d’une symbiose, des scientifiques montrent comment les racines peuvent favoriser l’accès aux nitrates présents dans le sol – une ressource indispensable à la croissance des plantes. Ils et elles explorent aussi l’hypothèse que ce langage permette de lutter contre les pathogènes.

Depuis une dizaine d’années, une nouvelle vision des organismes s’impose. Les êtres humains, les animaux et les plantes ne peuvent exister sans leur association avec une myriade d’espèces de microorganismes qui constituent leur microbiote et qui leur apportent des fonctions biologiques complémentaires à leur hôte.

Par exemple, les champignons « mycorhiziens » prolongent les fonctions racinaires des plantes. Ils leur permettent notamment d’explorer le sol et ses ressources ; et apportent une fonction protectrice contre les pathogènes grâce à leur capacité à synthétiser des fongicides et des antibiotiques.

Cet ensemble « hôte et microbiote » forme ce que l’on appelle l’« holobionte », et il est maintenant admis qu’il s’agit d’une unité évolutive et fonctionnelle à prendre en compte dans son ensemble.

Cette nouvelle vision des organismes, non plus comme des individus uniques mais comme des métaorganismes, implique l’existence d’un dialogue entre les différents partenaires de cet ensemble complexe – que nous nous efforçons aujourd’hui de décoder.

Un nouveau langage, fondé sur le transfert de « code génétique » au sein des êtres vivants

Au sein des êtres vivants, différents mécanismes de communication sont connus, permettant le transfert d’informations à différentes échelles de l’organisme. Il peut s’agir d’échanges d’ions, comme le calcium ou le potassium entre les cellules, de signaux électriques à travers nos neurones ou encore le transport d’hormones dans le sang, comme l’insuline qui régule la glycémie en fonction de notre régime alimentaire.

Il existe même des petites protéines ou des peptides capables de voyager entre les organes, qui peuvent par exemple être impliqués dans l’immunité. Un cas très étudié est celui de la systémine, produite par les feuilles de plantes blessées. Ce peptide est transféré à d’autres organes pour induire des mécanismes de défense dans la plante entière.

En plus de cet arsenal de dialogues moléculaires, une autre voie de communication a été découverte en 1993 et a révolutionné le domaine de la communication chez les organismes vivants. Elle est basée sur l’échange de matériel génétique, composé de mini-séquences appelées « microARN », entre différentes cellules et/ou organes d’un même individu.

Initialement observée chez un nématode (un ver microscopique), cette découverte a ensuite été généralisée à d’autres animaux, aux êtres humains et aux plantes. Elle a donné lieu à l’attribution du prix Nobel de médecine 2024 à Victor Ambros et Gary Ruvkun.

Les premières recherches ont montré que ces microARN sont des intermédiaires de communication impliqués dans la majorité des processus biologiques, depuis l’embryogenèse jusqu’au vieillissement, et affecte notamment l’immunité et la résistance des organismes aux contraintes environnementales.

Un langage aussi utilisé entre différents êtres vivants

Depuis une dizaine d’années, nous savons également que ces microARN sont impliqués dans le transfert d’information entre différents individus – ce que l’on peut qualifier de communication.

En particulier, les microorganismes du microbiote et leur hôte échangent du matériel génétique. Ceci est particulièrement surprenant car, en général, le matériel génétique (ADN) ou l’intermédiaire de ce matériel (ARN) ne sont pas très mobiles entre cellules et a fortiori entre cellules d’individus et d’espèces différents !

Néanmoins, l’étude du microbiote intestinal des mammifères a bien mis en évidence en 2016 l’implication de microARN produits par les cellules épithéliales du tube digestif de l’hôte, dont le but est d’exercer une pression de sélection du microbiote intestinal bénéfique et de reprogrammer le fonctionnement de ce dernier.

De la même façon, nous avons montré que les racines des plantes influencent le fonctionnement de leur microbiote. Celui-ci, par son rôle dans l’assimilation des nutriments, présente des similitudes avec le système digestif des animaux.

Pourquoi ce « langage » est important pour une agriculture en transition

En 2024, nous avons également montré (Brevet FR3147485 du 11/10/2024) que des microARN de plantes pouvaient réduire la compétition de ses dernières avec certains microorganismes présents dans le sol à proximité de leurs racines pour l’accès aux nitrates, une ressource vitale pour les végétaux souvent apportée par les engrais minéraux ou les épandages de lisier et fumier.

De plus, dans le cas de certains stress environnementaux ou bien d’infections par les pathogènes, l’expression des microARN est perturbée et on assiste à un développement anarchique, ou déséquilibre, du microbiote – on parle de « dysbiose ».

Il est concevable d’agir sur le « langage » entre microbiote et racines pour moduler la réponse des plantes aux changements environnementaux, notamment en contexte agricole. Par exemple, l’utilisation de microARN naturellement produits par les plantes pourrait aider ces dernières à recruter un microbiote bénéfique, et leur permettre de se défendre des pathogènes, de résister aux stress environnementaux liés au changement climatique ou encore de faciliter leur nutrition ; ce qui pourrait permettre de limiter notre dépendance aux engrais minéraux et aux produits phytosanitaires délétères pour l’environnement.

Nous espérons que ces pratiques fondées sur l’application de microARN mimant ceux naturellement produits par les plantes puissent constituer une nouvelle porte d’entrée vers une agriculture durable et respectueuse de l’environnement sans avoir recours à l’introduction de gènes exogènes dans le génome des plantes, ce qui crée des organismes génétiquement modifiés, qui sont l’objet de controverses dans notre société.

Cécile Monard a reçu des financements de CNRS, CMI Roullier, OSERen

Abdelhak El amrani a reçu des financements de la région de bretagne, CNRS, Europe, ANR.

En 2025, la génération de deepfakes a explosé : visages, voix et mouvements du corps créés par des systèmes d’intelligence artificielle deviennent presque indiscernables des humains, bouleversant la perception et la sécurité des contenus en ligne.

Au cours de l’année 2025, les techniques de génération de deepfakes ont connu une évolution spectaculaire. Les visuels de visages, de voix et de corps entiers générés des systèmes d’IA ont gagné en qualité – bien au-delà de ce que beaucoup d’experts imaginaient encore il y a quelques années. Ces vidéos sont aussi davantage utilisées pour tromper ceux qui les regardent.

Dans de nombreuses situations du quotidien – en particulier les appels vidéo de faible résolution et les contenus diffusés sur les réseaux sociaux –, leur réalisme est désormais suffisant pour berner à coup sûr des publics non spécialistes. Concrètement, les médias synthétiques sont devenus indiscernables d’enregistrements authentiques pour le grand public et, dans certains cas, même pour des institutions.

Et cette flambée ne se limite pas à la qualité. Le volume de deepfakes générés a lui aussi explosé : l’entreprise de cybersécurité DeepStrike estime qu’on est passé d’environ 500 000 vidéos de ce type présentes en ligne en 2023 à près de 8 millions en 2025, avec une croissance annuelle proche de 900 %.

Je suis informaticien et je mène des recherches sur les deepfakes et d’autres médias synthétiques. De mon point de vue, la situation risque encore de s’aggraver en 2026, à mesure que les deepfakes évolueront vers des entités synthétiques capables d’interagir en temps réel avec des humains.

Des améliorations spectaculaires

Plusieurs évolutions techniques expliquent cette escalade. Tout d’abord, le réalisme a franchi un cap grâce à des modèles de génération de vidéos conçus spécifiquement pour maintenir la cohérence temporelle. Ces modèles produisent des vidéos aux mouvements cohérents, avec des identités stables pour les personnes représentées et un contenu logique d’une image à l’autre. Ils dissocient les informations liées à la représentation de l’identité d’une personne de celles relatives au mouvement, ce qui permet d’appliquer un même mouvement à différentes identités ou, inversement, d’associer une même identité à plusieurs types de mouvements.

Ces modèles génèrent des visages stables et cohérents, sans les scintillements, déformations ou anomalies structurelles autour des yeux et de la mâchoire qui constituaient des signes techniques fiables de deepfakes auparavant.

Deuxièmement, le clonage vocal a franchi ce que j’appellerais le « seuil d’indiscernabilité ». Quelques secondes d’audio suffisent désormais pour générer un clone convaincant – avec une intonation, un rythme, des accents, des émotions, des pauses et même des bruits de respiration naturels. Cette capacité alimente déjà des fraudes à grande échelle. De grands distributeurs indiquent recevoir plus de 1 000 appels frauduleux générés par l’IA chaque jour. Les indices perceptifs qui permettaient autrefois d’identifier des voix synthétiques ont en grande partie disparu.

Troisièmement, les outils grand public ont fait chuter la barrière technique à un niveau proche de zéro. Les évolutions d’OpenAI avec Sora 2, de Google avec Veo 3 et l’émergence d’une vague de start-up font qu’il suffit aujourd’hui de décrire une idée et de laisser un grand modèle de langage comme ChatGPT d’OpenAI ou Gemini de Google rédiger un script, pour générer en quelques minutes des contenus audiovisuels aboutis. Des agents d’IA peuvent automatiser l’ensemble du processus. La capacité à produire à grande échelle des deepfakes cohérents et construits autour d’un récit s’est ainsi largement démocratisée.

Cette combinaison d’une explosion des volumes et de figures synthétiques devenues presque indiscernables d’êtres humains réels pose de sérieux défis pour la détection des deepfakes, en particulier dans un environnement médiatique où l’attention est fragmentée et où les contenus circulent plus vite qu’ils ne peuvent être vérifiés. Des dommages bien réels ont déjà été constatés – de la désinformation au harcèlement ciblé et aux arnaques financières – facilités par des deepfakes qui se propagent avant que le public n’ait le temps de comprendre ce qui se passe.

Le temps réel, nouvelle frontière

Pour l’année à venir, la trajectoire est claire : les deepfakes se dirigent vers une synthèse en temps réel capable de produire des vidéos reproduisant fidèlement les subtilités de l’apparence humaine, ce qui facilitera le contournement des systèmes de détection. La frontière évolue du réalisme visuel statique vers la cohérence temporelle et comportementale : des modèles qui génèrent du contenu en direct ou quasi direct plutôt que des séquences préenregistrées.

La modélisation de l’identité converge vers des systèmes unifiés qui capturent non seulement l’apparence d’une personne, mais aussi sa façon de bouger et de parler selon les contextes. Le résultat dépasse le simple « cela ressemble à la personne X » pour devenir « cela se comporte comme la personne X sur la durée ». Je m'attends à ce que des participants à des appels vidéo soient synthétisés en temps réel ; à voir des acteurs de synthèse pilotés par l’IA dont le visage, la voix et les gestes s’adaptent instantanément à une consigne ; et à ce que des arnaqueurs déploient des avatars réactifs plutôt que des vidéos fixes.

À mesure que ces capacités se développent, l’écart perceptuel entre humains authentiques et synthétiques continuera de se réduire. La véritable ligne de défense ne reposera plus sur le jugement humain, mais sur des protections au niveau des infrastructures. Cela inclut des mécanismes de traçabilité sécurisée, comme la signature cryptographique des médias et l’adoption par les outils de génération IA des spécifications de la Coalition for Content Provenance and Authenticity. Cela dépendra également d’outils d’analyse multimodaux, comme le Deepfake-o-Meter que je développe avec mes équipes dans mon laboratoire.

Se contenter d’examiner les pixels attentivement ne suffira plus.

Siwei Lyu ne travaille pas, ne conseille pas, ne possède pas de parts, ne reçoit pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'a déclaré aucune autre affiliation que son organisme de recherche.

On transmet à sa descendance ses gènes, son ADN. Mais certaines espèces peuvent également transmettre un autre type d’information, dite épigénétique, qui indique quels gènes peuvent ou non s’exprimer. Une nouvelle étude parue dans Science explore les mécanismes qui permettent cette transmission chez les plantes.

Comment fonctionne l’hérédité ? Ou, en d’autres termes, par quels mécanismes moléculaires un organisme peut-il transmettre certaines caractéristiques à sa descendance via la reproduction sexuée ?

Depuis les années 1940, on sait que l’ADN porte l’information génétique transmise de génération en génération. Mais différentes observations chez les plantes indiquent que toutes les différences héritables observées entre individus, comme un retard de floraison ou un changement de la pigmentation du maïs, ne sont pas dues à des mutations de la séquence de l’ADN.

Dans notre étude publiée en novembre 2025 dans Science, nous montrons que l’épigénétique contribue, chez les plantes, aux différences héritables entre individus, notamment en réponse à des stress environnementaux comme la sécheresse.

Les modifications dites « épigénétiques » n’affectent pas la séquence de l’ADN proprement dite, mais plutôt sa capacité à favoriser ou non l’expression des gènes. Dans notre étude, nous élucidons certains des mécanismes par lesquels des modifications épigénétiques, en l’occurrence la méthylation de l’ADN (voir encadré), peuvent être transmises, chez les plantes, sur des dizaines de générations… ou au contraire être rapidement rétablies dans leur état initial.

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Le mystère de la plante qui fleurissait tard

Arabidopsis thaliana est une plante que les scientifiques utilisent beaucoup, à tel point que l’on parle de « plante modèle ». Lorsqu’en 2000 un important retard de floraison a été observé dans une souche de laboratoire d’A. thaliana les recherches se sont naturellement d’abord concentrées sur l’identification de la mutation de la séquence d’ADN potentiellement responsable de ce retard. Or, aucune mutation n’a été identifiée en lien avec ce retard de floraison !… En cause : une perte de méthylation de l’ADN au niveau d’un gène, désigné FWA.

Normalement, le gène FWA d’A. thaliana qui code un répresseur de la floraison est méthylé, ce qui le rend « silencieux », c’est-à-dire qu’il ne s’exprime pas. Dans la souche de laboratoire présentant un retard de floraison, la méthylation de ce gène a disparu – par accident ; le gène FWA est alors réactivé, ce qui conduit à retarder la floraison.

Or, cette perte de la méthylation de FWA est transmise de façon fidèle à la descendance sur au moins plusieurs dizaines de générations. Ceci explique l’hérédité du retard à la floraison… alors même que la séquence du gène FWA (et du reste du génome !) reste inchangée.

Pourquoi de telles observations chez les plantes et non chez les mammifères ?

Les mammifères, comme les plantes, utilisent la méthylation de l’ADN pour réguler l’expression des gènes (voir encadré plus haut). En revanche, il n’existe pas de caractères épigénétiques héritables chez les animaux dans la nature (bien qu’il y ait des exemples au laboratoire sur des séquences transgéniques de mammifères).

À lire aussi : Nous héritons de la génétique de nos parents, mais quid de l’épigénétique ?

La raison n’est pas encore clairement établie, mais la communauté scientifique soupçonne qu’il existe des différences dans la manière dont ces deux groupes d’organismes reprogramment la méthylation de l’ADN à chaque génération.

En effet, nous savons aujourd’hui que les mammifères, mais non les plantes, effacent et rétablissent de manière quasi totale la méthylation de l’ADN le long de leur génome à chaque génération. Ainsi donc, des altérations accidentelles de l’état de méthylation des séquences du génome seraient plus facilement héritables chez les plantes.

Bien que frappants, les exemples décrits jusqu’à présent d’une telle hérédité « épigénétique » (comme dans le cas de FWA) n’avaient pas permis d’établir les mécanismes régissant ce mode additionnel de transmission des caractères.

C’est à cette question que nous nous sommes attelés : en comparant systématiquement des lignées expérimentales et naturelles d’A. thaliana, nous avons obtenu une première démonstration formelle de l’ampleur de l’héritabilité épigénétique dans la nature (chez les plantes) et des mécanismes qui la régissent.

L’hérédité épigénétique dans nos lignées de laboratoire

Pour cela, nous avons d’abord exploité des lignées expérimentales d’A. thaliana générées et caractérisées depuis vingt ans par notre équipe et qui ne diffèrent que dans leurs états de méthylation de l’ADN le long du génome.

Plus précisément, nous avons intentionnellement localisé les différences de méthylation d’ADN au niveau d’« éléments transposables » ou « transposons » (voir encadré ci-dessous). En effet, les éléments transposables sont chez les plantes les cibles principales de la méthylation de l’ADN, qui limite ainsi leur activité mais peut également affecter l’activité des gènes avoisinants.

Nous avons ainsi montré pour 7 000 éléments transposables présents le long du génome d’A. thaliana qu’une perte de méthylation de l’ADN peut être héritée sur au moins une dizaine de générations, parfois jusqu’à 20… et sans doute beaucoup plus, mais pas infiniment néanmoins.

En étudiant en détail cette transmission épigénétique dans plus d’une centaine de lignées expérimentales, nous avons établi que plus un élément transposable est présent en grand nombre de copies dans le génome, plus il est la cible d’un contrôle épigénétique intense et, dès lors, plus rapidement la méthylation de l’ADN est restaurée sur cet élément lors de la reproduction sexuée.

Dans la nature

Fort de ces résultats, nous avons entrepris ensuite de chercher dans 700 lignées d’A. thaliana isolées dans la nature des pertes héritables de la méthylation de l’ADN de la même amplitude et sur les mêmes 7 000 éléments transposables.

Résultat : environ un millier d’éléments transposables (soit plus de 15 % des 7 000 étudiés) présentent, dans au moins une lignée naturelle, une perte héritable de méthylation de l’ADN très similaire à celle induite expérimentalement dans les lignées de laboratoire.

Qui plus est, nous avons montré que cette perte de méthylation de l’ADN est le plus souvent héritée indépendamment des variations de la séquence d’ADN entre lignées naturelles, et qu’elle est donc bien d’ordre épigénétique.

Ainsi donc, le potentiel de transmission épigénétique révélé expérimentalement au laboratoire est bel et bien le reflet, au moins en partie, de ce qui se passe dans la nature.

Le lien avec les stress environnementaux

Une différence majeure distingue néanmoins les variations épigénétiques expérimentales de celles retrouvées dans la nature : si les premières affectent sans discrimination tout type d’éléments transposables, les secondes sont préférentiellement restreintes à ceux d’entre eux situés à proximité de gènes, notamment des gènes impliqués dans la réponse aux stress biotiques (réponse aux pathogènes) ou abiotiques (variation de température ou d’humidité par exemple).

Cet enrichissement est d’autant plus lourd d’implications, que nous avons pu clairement établir que, comme leur contrepartie expérimentale, les variations épigénétiques naturelles modulent l’expression des gènes voisins.

Par exemple, la perte de méthylation de l’ADN d’un élément transposable situé à proximité d’un gène de réponse au froid et à la sécheresse magnifie l’induction de ce dernier d’un facteur 5 ! De plus, les lignées expérimentales présentant cet élément transposable sous sa forme déméthylée répondent plus vite à la sécheresse que celles portant la version méthylée. Or, les lignées naturelles porteuses de la version déméthylée proviennent de régions du globe où les événements de gel et de sécheresse sont plus fréquents en été, ce qui suggère que la perte de méthylation de l’ADN donne prise à la sélection naturelle.

L’origine de ces pertes de méthylation de l’ADN dans la nature reste néanmoins à établir. Une hypothèse est que l’environnement joue un rôle d’inducteur, mais nos observations et un bilan complet de la littérature apportent peu de soutien à cette théorie. Nous pensons plutôt que ces variants héritables de méthylation de l’ADN apparaissent de manière aléatoire et récurrente, et sont ensuite sélectionnés par l’environnement en fonction de leurs impacts sur l’expression des gènes.

Ces travaux, s’ils ne remettent certainement pas en cause l’importance prépondérante des variations de séquence de l’ADN dans l’origine des différences héritables entre individus, démontrent néanmoins que les variations épigénétiques peuvent elles aussi y contribuer significativement, du moins chez les plantes.

Le projet Prise en compte des éléments transposables et de leur variation épigénétique dans les études de la relation génotype-phénotype — STEVE est soutenu par l’Agence nationale de la recherche (ANR) qui finance en France la recherche sur projets. L’ANR a pour mission de soutenir et de promouvoir le développement de recherches fondamentales et finalisées dans toutes les disciplines, et de renforcer le dialogue entre science et société. Pour en savoir plus, consultez le site de l’ANR.

Vincent Colot a reçu des financements de l'ANR et de l'Union européenne

Pierre Baduel a reçu des financements de l'ANR et de la FRM.