Transcription

Introduction et Intervenante

Présentatrice : Eugénie Carnero-Diaz, maître de conférence à Sorbonne Université, Laboratoire de Morpho-Anatomie et Développement des Plantes - Institut de Systématique, Évolution, Biodiversité - Muséum national d'Histoire naturelle.

Elle travaille sur le  développement des plantes dans l'environnement spatial.

Elle présente l'expérience ChlorISS, menée par l'astronaute Sophie Adenot, Astronaute française de l'Agence spatiale européenne (ESA) à bord de la Station spatiale internationale (ISS).

Pourquoi est-ce qu'on emmène des plantes dans l'espace ?

L'envoi de végétaux dans l'espace est un sujet majeur de recherche fondamentale. Cette démarche est essentielle pour l'avenir de l'exploration spatiale : en s'éloignant de la Terre, l'être humain doit être capable de reconstituer un petit écosystème pour survivre sans dépendre d'un ravitaillement terrestre constant.

Comment les  plantes répondent à la lumière ?

Les plantes s'alimentent via leurs racines (eau et minéraux) et leurs feuilles pour aller faire la photosynthèse. L'expérience vise à comprendre comment les plantes répondent à la gravité et à la lumière, et à quelle qualité de lumière.  

Pour répondre à ces questions, le protocole prévoit la germination de deux espèces de graines : Arabidopsis thaliana (l'Arabette des dames) et Mizuna.

Pourquoi l'Arabidoptis ?

L'utilisation de l'Arabette des dames (Arabidopsis thaliana) est au cœur de l'expérience, bien qu'elle présente certains défis techniques. Cette plante est considérée comme un « cobaye » pour les scientifiques, car de nombreux laboratoires travaillent sur cette espèce depuis très longtemps. 

L'inconvénient principal de l'Arabette réside dans la taille extrêmement réduite de ses graines, comparables à une « crotte de mouche ».

Pour faciliter les observations visuelles, notamment le suivi de la croissance de la tige et de la racine, les chercheurs ont décidé d'intégrer une seconde plante dotée de graines plus grandes.

Pourquoi Mizuna ?

Pour compléter l'étude, une seconde plante a été sélectionnée : la Mizuna.

 La Mizuna appartient à la même famille botanique que l'Arabette des dames. Les deux espèces sont compatibles et peuvent se développer ensemble dans le même réceptacle.

 La boîte ChlorISS  (ChlorISS box) a été spécifiquement préparée pour regrouper l'ensemble des expériences en une seule unité compacte, optimisant ainsi l'espace pour la mission de Sophie Adenot sur l'ISS.

Pour isoler l'influence de la pesanteur, les chercheurs comparent deux types d'Arabettes : Arabette classique, souche sauvage, utilisée comme témoin de croissance et Arabette PGM, variant PGM, un spécimen dont la perception de la gravité est génétiquement perturbée.

L'objectif est d'observer et de mesurer les différences de développement entre ces deux spécimens pour comprendre comment la plante "ressent" son orientation.

Et pour ce qui concerne la lumière ?

Différentes boites seront utilisées : des boites soumises à la lumière rouge, des boites soumises à la lumière blanche, des boites soumises à la lumière bleue. Il y aura également des boites soumises à l'obscurité.

Appel à la participation des classes

Pour conclure la présentation, Eugénie Carnero-Diaz sollicite l’aide directe des élèves pour enrichir l’étude scientifique. Les élèves dans les classes sont invités à reproduire exactement les mêmes expériences que celles réalisées par l'astronaute Sophie Adenot. Le montage de l'expérience doit se faire dans des conditions terrestres. Certains facteurs spécifiques seront mis en place afin de permettre une comparaison entre les résultats obtenus au sol (dans les écoles) et ceux obtenus en microgravité à bord de la Station spatiale internationale.

Fin de vidéo

La vidéo se conclue sur le visuel de l'expérience ChlorISS et les logos des partenaires : Ministère de l'Éducation nationale ; Ministère de l'Agriculture, de l'Agro-alimentaire et de la souveraineté alimentaire ; Inspection générale de l'éducation, du sport et de la recherche ; Centre national d'études spatiales (CNES) ; Sorbonne Université ; Muséum national d'Histoire naturelle ; Institut de Systématique, Évolution, Biodiversité (ISYEB).

Crédits photos : 

• © CNES Alexandra OLLIER, 2025
• © CNES Adrien RIBET, 2025
• © CNES Emmanuel GRIMAULT, 2025
• © CNES Emmanuel GRARD, 2025

Crédits vidéos : 

Mission Prowima, Thomas Pesquet, 6 mois dans l'espace (crédits : ESA ; NASA ; Roscosmos ; Grand Angle Production ; CNES) © Pexels

Logos des partenaires :

• Ministère de l'Éducation nationale
• Ministère de l'Agriculture, de l'Agro-alimentaire et de la Souveraineté alimentaire
• Inspection générale de l'éducation, du sport et de la recherche (Igésr)
• Centre national d'études spatiales (Cnes)
• Sorbonne Université
• Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)
• Institut de Systématique, Évolution, Biodiversité (ISYEB)

Transcription

Réalisation de la ChlorISS box et mise en culture

[Le centre national d'études spatiales, 

le ministère de l'Éducation nationale,

le ministère de l'Agriculture et Sorbonne Université présentent]

Introduction

[Intervenante : Eugénie Carnero-Diaz, Maître de conférences - Sorbonne Université - Laboratoire de Morpho-Anatomie et Développement des Plantes - Institut de Systématique, Évolution, Biodiversité - muséum national d'Histoire naturelle]

Il s'agit de créer une ChlorISS box similaire à celle utilisée par Sophie Adenot dans la Station spatiale internationale (ISS).

[Mise en culture]

Il s'agit de placer les graines dans les boîtes pour qu'elles germent. Pour leur germination, il faut leur apporter un [support de culture] qui va être capable de garder de l'humidité le plus possible.

Le support orange qui est l'[éponge] va être la réserve d'eau. 

[Le type et la couleur de l'éponge et du papier de germination peuvent varier.]

Le support bleu est le [papier de germination] va au-dessus; il est un peut plus foncé ce qui permet de faire de belles observations.

Ces supports de culture sont à fixer à l'intérieur des boites appelées [boite de Pétri]. C'est dans ces boite de Pétri que vont pousser nos plantes :

• une boite pour la sauvage [Souche sauvage)
• une boite pour le [variant PGM]

Avec du scotch double face il va falloir faire 4 petits coins, soit au fond de la boite, soit directement sur la petite éponge, le plus à plat possible afin d'éviter les faux-plis.

Il faut recommencer la même chose aux 4 coins du papier filtre.

On va commencer par humidifier le milieu de culture. La boite de Pétri faisant 10 centimètres par 10 centimètres, on a calibré la quantité d'au à mettre égale à 20 millilitres.

[Le volume d'eau dépend de la taille de la boite et du support de germination.]

On dépose l'eau sur toute la surface de la boite pour que tout le papier et toute l'éponge puissent s'imbiber. Au début, ça fait un petit peu comme un marécage. C'est normal, il faut laisser le temps à l'éponge de boire toute l'eau qu'on va lui donner. Dès qu'elle a tout bu, on peut mettre la boite verticale et il n'y a plus d'eau qui sort.

Une autre variante serait d'utiliser un [milieu gélosé], de l'au avec de l'agar que l'on a mis dans la même boite de Pétri. Là, c'est l'agar qui va jouer le rôle de support de culture.

[Arabidopsis thaliana (arabette des dames)]

Pour les graines d'Arabidopsis, il faut un couvercle de boite de Pétri, en Pyrex si possible. On évite le plastique parce que les graines sont électrostatiques.

Pour que les graines puissent adhérer au cure-dent, il faut humidifier la pointe du cure-dent qui va être en contact avec la graine. Pour ça, on peut l'humidifier sur le bord de la boite et on vise une graine. On la prend au bout du cure-dent et on la dépose au centre de la boite, pile poil au centre.

Ensuite, on dispose 10 graines d'Arbidopsis sur une ligne bien horizontale, ce qui va laisser la place à la partie aérienne comme à la partie racinaire. Comme ça, elle aura autant de place en haut qu'en bas. 

On ferme la boite et on peut scotcher la boite sur 2 faces. On va noter que c'est Arabidopsis sauvage. On met la date. Comme ça on sait exactement ce qu'il y a à l'intérieur. On va laisser en position horizontale ce qui va permettre aux graines de bien s'imbiber.

[Brassica rapa subsp. nipposinica (Mizuna)]

Pour Mizuna, c'est l'inverse. Là, on va faire un dépôt des graines sur le support de culture sec. On les verse sur le couvercle d'une boite de Pétri et avec une paire de pinces, on va prendre 5 graines qu'on va mettre dans une goutte de gomme guar.

Délicatement, on les met à l'intérieur de la goutte et là, il faut bien les enrober. Il faut les faire rouler à l'intérieur de la goutte pour que toute la surface des graines soit bien imbibée.

Et maintenant, on prend une graine et on la met au centre. Il faut ensuite attendre que le gomme guar sèche 2 à 3 minutes.

On va pouvoir mettre l'eau mais pas directement sur les graines. L'eau vas se répartir sur tout le support par simple capillarité. 

A partir de maintenant, exactement comme on l'a fait tout à l'heure. 

On peut voir maintenant une variante qui consiste à prendre un milieu gélosé. 

On n'a pas besoin de tremper le Mizuna. On dépose la graine au centre de la boite et avec les pinces fermées, on appuie en l'enfonçant un tout petit peu dans la gélose.

Pour fermer la boite, il y a 2 options : soit l'option du scotch, soit fermer la boite avec du parafilm.

Phase terminale

On qu'on a laissé les boites horizontales pendant 1/4 d'heure à 20 minutes, on va pouvoir les placer en position verticale et qu'elles ne penchent pas, ça pourrait fausser les résultats.

Conclusion 

L'expérience peut commencer. N'oubliez pas de suivre le protocole, le pas-à-pas tel qu'il vous est expliqué et bonne expérience à tous !

[Logo ChlorISS

Crédits photos :

(c) CNES/Alexandre Ollier, 2025

(c) CNES/Adrien Ribet, 2025

(c) CNES/Emmanuel Grimault, 2025]

• Variante : utiliser un milieu gélosé (agar).

Étape 4 : Préparation des graines

Pour les graines d'Arabidopsis

• Matériel :
  • Couvercle de boîte de Pétri en pyrex.
  • Cure-dent.
• Étapes :
  • Humidifier la pointe du cure-dent.
  • Déposer 10 graines en ligne horizontale au centre de la boîte.
  • Fermer et scotcher la boîte sur deux faces.
  • Étiqueter : "Arabidopsis sauvage" + date.
  • Laisser en position horizontale.

Pour les graines de Mizuna

• Matériel :
  • Pince.
  • Gomme guar.
• Étapes :
  • Déposer les graines sur le support sec.
  • Placer 5 graines dans une goutte de gomme guar.
  • Enrober les graines dans la goutte.
  • Déposer une graine au centre de la boîte.
  • Attendre 2-3 minutes que la gomme guar sèche.
  • Ajouter de l'eau (répartition par capillarité).
• Variante : utiliser un milieu gélosé et enfoncer légèrement la graine.

Étape 5 : Fermeture des boîtes

• Deux options :
  • Scotch.
  • Parfilm.

Étape 6 : Positionnement final

• Laisser les boîtes en position horizontale pendant 15-20 minutes.
• Placer ensuite à la verticale (sans pencher).

Conclusion

• L'expérience peut commencer !
• Suivre le protocole pas à pas.
• Bonne expérience à tous !