Transport chez les plantes - Session 1

Imaginez un monde sans plantes. Pas de forêts verdoyantes, pas de fleurs colorées et pas de fruits délicieux. Les plantes fournissent de l’oxygène, de la nourriture et un abri à d’innombrables organismes. Mais vous êtes-vous déjà demandé comment les plantes parviennent à transporter l’eau, les nutriments et d’autres substances essentielles de leurs racines jusqu’à l’extrémité de leurs feuilles ? C’est un processus fascinant qui se produit au sein du système complexe des tissus végétaux.

Nous commençons notre exploration par la couche la plus externe du tissu végétal, connue sous le nom d’épiderme. Comme notre peau, l’épiderme agit comme une barrière protectrice. Il protège la plante des dommages physiques et réduit la perte d’eau. L'épiderme est constitué de cellules étroitement regroupées. Ces cellules ont souvent un revêtement cireux appelé cuticule. La cuticule aide à minimiser l’évaporation de l’eau.

L'épiderme contient également des structures spécialisées appelées stomates. Les stomates sont des pores microscopiques présents dans l'épiderme des feuilles et des tiges. Ces minuscules ouvertures permettent les échanges gazeux entre la plante et son environnement. Ils facilitent l’absorption du dioxyde de carbone et la libération de l’oxygène.

Chaque stomate est constitué de deux cellules spécialisées appelées cellules de garde. Ces cellules de garde régulent l’ouverture et la fermeture du pore stomatique. Le pore stomatique s'ouvre lorsque les cellules de garde sont remplies d'eau et deviennent turgescentes. Cela permet à la plante d’absorber le dioxyde de carbone de l’environnement et de libérer de l’oxygène. Lorsque les cellules de garde subissent une perte d’eau et deviennent flasques, le pore stomatique se ferme. Cela évite une perte d’eau excessive.

À l’intérieur des feuilles, nous trouvons un tissu spécial appelé mésophylle. Ces cellules sont responsables de la couleur verte des plantes. Les cellules du mésophylle contiennent des chloroplastes. Les chloroplastes capturent la lumière du soleil et la convertissent en énergie. Cette énergie est utilisée pour produire des sucres, essentiels à la croissance et à la survie des plantes.

Le mésophylle est divisé en deux couches distinctes. Ces couches sont le mésophylle palissadique et le mésophylle spongieux. Le mésophylle palissadique est constitué de cellules allongées verticalement disposées parallèlement à la surface de la feuille. Ces cellules contiennent de nombreux chloroplastes et sont responsables de la majorité de la photosynthèse. Le mésophylle spongieux est situé sous le mésophylle palissadique. Il est constitué de cellules disposées de manière lâche, séparées par des espaces d'air. Ils permettent les échanges gazeux et facilitent la diffusion des gaz à l’intérieur et à l’extérieur de la feuille.

Les faisceaux vasculaires sont des réseaux complexes de tissus spécialisés. Ils sont responsables du transport de l’eau, des nutriments, des sucres et d’autres substances dans toute la plante. On les trouve dans les tiges, les feuilles et les racines. Les faisceaux vasculaires se composent de deux types principaux. Ce sont le xylème et le phloème.

Le xylème est responsable du transport ascendant de l'eau et des minéraux des racines vers les parties aériennes de la plante. Il est composé de plusieurs types de cellules, dont des éléments vasculaires et des trachéides. Les éléments vasculaires sont de larges cellules cylindriques jointes bout à bout pour former de longs tubes appelés vaisseaux. Les trachéides sont des cellules allongées aux extrémités effilées et aux parois cellulaires secondaires qui se chevauchent. Ces cellules sont mortes à maturité. Ils fournissent un soutien structurel à la plante. Le xylème contient également des substances telles que la lignine. La lignine renforce les parois cellulaires et aide à prévenir l’effondrement.

Le phloème est responsable du transport des composés organiques, principalement des sucres, dans toute la plante. Il déplace ces nutriments vers le haut et vers le bas. Les principaux types de cellules du phloème sont des éléments criblés, qui comprennent des éléments de tubes criblés et des cellules compagnes. Les éléments des tubes criblés sont des cellules vivantes allongées qui forment des tubes. La sève coule à travers ces tubes. La sève est un liquide sucré. Les cellules compagnes sont intimement associées aux éléments du tube criblé. Les cellules compagnes fournissent un soutien métabolique pour maintenir le fonctionnement des éléments du tube criblé.

Le cortex est une région située entre l'épiderme et le cylindre vasculaire de la racine. Il est constitué de cellules parenchymateuses et joue plusieurs rôles importants. Le cortex stocke les nutriments et l’eau. Il fournit un soutien mécanique à la racine. Il aide également au mouvement de l’eau et des solutés vers les tissus vasculaires. Chez certaines plantes, le cortex remplit également des fonctions telles que le développement des poils racinaires et la sécrétion de substances impliquées dans l'absorption des nutriments.

L'endoderme est une couche unique de cellules qui entoure le cylindre vasculaire de la racine. Il agit comme une barrière sélective. Il contrôle le mouvement de l’eau et des solutés dans les tissus vasculaires. Les cellules endodermiques sont uniques car elles possèdent une structure en forme de bande appelée bande de Caspar. Cette bande est composée de subérine. La subérine est une substance cireuse qui bloque le passage de l’eau et des solutés entre les cellules. L'endoderme joue également un rôle dans l'absorption des nutriments et peut transporter sélectivement des ions dans les tissus vasculaires.

Adjacent à l'endoderme se trouve le péricycle. Le péricycle est une couche de cellules qui entoure le cylindre vasculaire. Le péricycle est responsable du développement des racines latérales. Le péricycle contient des cellules en division active qui peuvent donner naissance à de nouvelles racines. Il augmente la capacité des plantes à absorber l’eau et les nutriments.

Les poils absorbants sont de minuscules projections qui ressemblent à des doigts. Ils s'étendent à partir de la surface des jeunes racines. Ils augmentent considérablement la surface de la racine. Les poils racinaires facilitent l’absorption de l’eau et des nutriments du sol. Les poils absorbants sont des cellules allongées à parois minces qui poussent à partir des cellules épidermiques de la racine. Leur grande surface permet une absorption efficace de l’eau et des minéraux.

Les cellules du parenchyme sont polyvalentes et constituent le type de cellules végétales le plus courant. Ils interviennent dans diverses fonctions selon leur localisation dans la plante. Les cellules du parenchyme peuvent être trouvées dans l’épiderme, le cortex, le mésophylle et d’autres tissus végétaux. Ils ont souvent des parois cellulaires minces et contiennent de grandes vacuoles. Les cellules du parenchyme peuvent remplir des fonctions telles que la photosynthèse, le stockage de nutriments et d’eau, la sécrétion et le soutien.

Les cellules du sclérenchyme sont des cellules longues et à parois épaisses qui fournissent une résistance mécanique et un soutien aux tissus végétaux. Elles se caractérisent par leurs parois cellulaires secondaires fortement lignifiées. Cette paroi cellulaire les rend rigides et résistantes à la flexion ou à l’étirement. Les fibres de sclérenchyme se trouvent généralement dans les tiges, les feuilles et d’autres parties de la plante. Leur fonction principale est de fournir un soutien structurel, en particulier chez les plantes matures et ligneuses.