Actualités de phytochimie fon­da­men­tale

S'il fallait désigner les stars de la chimie végétale, ce seraient les alcaloïdes. Ce sont les molécules qui ont fait trembler et guérir : morphine, strychnine, quinine, caféine, nicotine, atropine. Leur point commun est une signature chimique — elles contiennent de l'azote, le plus souvent dans un cycle, et cet azote leur donne un caractère basique, d'où leur nom, qui évoque les alcalis. C'est aussi lui qui explique leur puissance sur le système nerveux, parce que beaucoup de nos propres messagers chimiques sont, eux aussi, des molécules azotées.

Leur origine, Mentzer la relie aux acides aminés. La plante part de briques qu'elle utilise déjà pour fabriquer ses protéines — la tyrosine, le tryptophane, l'ornithine — et les transforme en architectures bien plus élaborées. De la tyrosine descend toute la lignée qui mène à la morphine du pavot. Du tryptophane sortent la quinine et la strychnine. Une même brique de départ, des destins moléculaires très différents selon la suite des réactions enzymatiques : c'est toute l'élégance du système.

Changement de famille, changement de logique. Les composés phénoliques ne partent pas des acides aminés mais, pour beaucoup, de l'acide shikimique — un intermédiaire que la plante fabrique à partir de sucres. Ils ont en commun un noyau aromatique, ce cycle de carbone très stable, décoré d'un ou plusieurs groupes hydroxyle. De cette base sortent des familles entières : les flavonoïdes, les anthocyanes, les tanins, la lignine qui rigidifie le bois.

C'est dans ce registre que se jouent les couleurs du monde végétal. Les anthocyanes donnent le rouge, le violet et le bleu des pétales, des fruits et des feuilles d'automne — le même pigment virant d'une teinte à l'autre selon l'acidité du milieu, ce qui explique qu'un hortensia change de couleur avec le sol. D'autres flavonoïdes portent les jaunes. Cette palette n'a rien de décoratif pour la plante : elle est un langage adressé aux insectes et aux oiseaux, une signalisation qui dit où se trouvent le nectar et les graines à disperser.

Reste la plus vaste famille, bâtie sur une brique minuscule : une unité à cinq carbones, l'isoprène. En assemblant ces unités comme des Lego, la plante construit les terpènes, et selon le nombre d'unités, elle obtient des objets très différents. Deux unités et l'on tient les molécules volatiles des huiles essentielles — le menthol, le limonène des agrumes, les arômes de la lavande ou du pin. Davantage, et l'on monte vers des structures lourdes : les caroténoïdes orangés de la carotte, les stéroïdes, le caoutchouc lui-même, qui n'est qu'un terpène géant.

Cette échelle de taille, d'une petite molécule odorante jusqu'au caoutchouc d'un hévéa, dit quelque chose d'essentiel sur la chimie végétale : une poignée de principes de construction engendre une diversité démesurée. C'est exactement ce que la phytochimie fondamentale cherchait à faire comprendre, contre l'image d'un bric-à-brac d'exceptions. Il n'y a pas des dizaines de milliers de hasards indépendants ; il y a quelques voies de fabrication, patiemment combinées.

Derrière un titre austère, l'ouvrage de Mentzer tient une promesse simple : rendre lisible la chimie des plantes en la ramenant à quelques lignées. Trois grandes sources de départ, trois grandes familles — les alcaloïdes azotés, les phénols aromatiques, les terpènes bâtis sur l'isoprène — et de là, par combinaisons patientes, l'essentiel de ce que les végétaux fabriquent. Ce qui ressemblait à un désordre de dizaines de milliers de composés devient une grammaire, avec ses briques, ses règles d'assemblage et ses raisons d'être.