L’organisation des plantes en rapport avec leur vie fixée

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Classe(s) : Tle S | Thème(s) : Génétique et évolution

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La plante, comme tout être vivant, doit se nourrir et se procurer de l’énergie pour pouvoir se maintenir, se développer et se reproduire. La grande originalité de la plante est sa capacité à synthétiser ses molécules organiques à partir de carbone minéral, c’est-à-dire le dioxyde de carbone présent dans l’air, mais aussi à partir d’eau et de sels minéraux du sol. On dit qu’elle est autotrophe. Ce dernier terme veut dire littéralement « se nourrir tout seul ».

 

Dégageons l’organisation générale de la plante.

· Comme nous venons de le voir, la plante puise dans le milieu extérieur de l’eau, des ions minéraux et du dioxyde de carbone pour fabriquer sa matière organique. D’autre part la plante capte et convertit l’énergie lumineuse du soleil en énergie chimique pour synthétiser les molécules organiques, tout ceci au cours de la photosynthèse.

· Nous observons deux systèmes spécialisés permettant les échanges avec l’air et le sol. Le système aérien chlorophyllien prélève du dioxyde de carbone et capte l’énergie lumineuse pour la photosynthèse. Le système souterrain absorbe la solution minérale du sol.

· Un double système de transport permet d’amener :

– D’une part, la sève brute (solution d’eau et de sels minéraux) aux organes chlorophylliens qui en ont besoin notamment pour la photosynthèse.

– D’autre part, la sève élaborée (solution d’eau et de matières organiques) à tous les organes non chlorophylliens. En effet ceux-ci, en particulier le système racinaire, ont besoin de recevoir des matières organiques qu’ils ne peuvent pas synthétiser.

Voyons d’abord l’organisation du système aérien.

· La somme des surfaces des feuilles représentant la surface photosynthétique efficace est considérable ! Par exemple, elle est de 20 mètres carrés pour un pied de maïs. Cette surface importante permet d’assurer le prélèvement du dioxyde de carbone, malgré sa très faible concentration dans l’air, et la capture de l’énergie solaire indispensable à la photosynthèse.

· Il existe en outre, à l’intérieur de la feuille, un système de lacunes en relation avec l’extérieur par des orifices réglables, les stomates. Ces lacunes augmentent considérablement la surface de contact des cellules chlorophylliennes avec l’air, en multipliant par 30 environ la surface des feuilles (cela revient à 600 mètres carrés pour le pied de maïs).

· Les pertes d’eau par transpiration sont limitées par l’ouverture variable des stomates et par l’existence d’une cuticule recouvrant l’épiderme inférieur et surtout supérieur des feuilles.

Voyons ensuite l’organisation du système racinaire.

· Le système racinaire est constitué d’un chevelu de racines variable d’une plante à l’autre et s’allongeant constamment grâce aux cellules du méristème.

· Au voisinage de l’extrémité, se trouve une assise pilifère de poils absorbants. Ils sont très nombreux et cette zone pilifère, constamment renouvelée, est la principale région d’absorption de l’eau et des sels minéraux.

· Beaucoup d’espèces végétales établissent des relations de type symbiotique avec des champignons du sol. Ces mycorhizes sont des associations entre le mycélium d’un champignon et les racines d’une plante. Les filaments du mycélium absorbent l’eau et les ions minéraux du sol en les fournissant ainsi à la plante.

· Les mycorhizes existent surtout chez les plantes arbustives qui ne possèdent pas de poils absorbants (conifères, hêtre, chêne…) mais également chez beaucoup d’autres d’espèces herbacées avec poils absorbants. Le système d’absorption du système racinaire de la plante est ainsi considérablement augmenté par l’existence des mycorhizes.

Voyons enfin l’organisation du système de transport.

· La sève brute circule dans les vaisseaux du xylème. Ces vaisseaux sont constitués par des files de cellules mortes, sans paroi transversale à leurs extrémités, disposées bout à bout. Elles sont donc réduites à leur paroi squelettique, renforcée par la lignine. Ces vaisseaux du xylème forment des tubes favorables à la circulation de la sève brute.

· La sève élaborée circule dans les vaisseaux du phloème. Ces vaisseaux sont formés par des files de cellules vivantes, allongées, placées bout à bout. Les parois transversales des cellules persistent mais sont perforées, constituant des cribles, d’où le nom de tubes criblés donné aux vaisseaux du phloème. La sève élaborée circule d’une cellule à l’autre grâce à la continuité des cytoplasmes.

· Il y a continuité entre les vaisseaux du xylème des racines et ceux du système aérien (feuilles comprises). Il en est de même pour les tubes criblés du phloème de la racine et ceux du système aérien.

· Par ce double système de circulation, la plante assure donc le transport de l’eau et des ions minéraux vers les cellules photosynthétiques ainsi que la distribution des matières organiques synthétisées à l’ensemble de ses cellules.

Récapitulons.

La plante est adaptée à la vie fixée grâce aux très grandes surfaces d’échange de son système aérien et de son système racinaire avec leurs milieux respectifs. L’autotrophie du système aérien ainsi qu’un double système de circulation permettant de nourrir la plante entière contrebalancent aussi très efficacement les contraintes de la vie fixée.