La vie fixée des plantes à fleurs
Cours · SVT (terminale), chapitre 6 · terminale, spécialité sciences de la vie et de la Terre · le début du chapitre, la suite sur Adloun
Contrairement aux animaux, qui peuvent se déplacer pour se nourrir, échapper à leurs prédateurs ou rechercher un partenaire, les plantes à fleurs (Angiospermes) mènent une vie fixée. Ancrées au sol par leurs racines, elles ne peuvent ni fuir, ni chercher activement leurs ressources. Cette contrainte majeure a façonné l'ensemble de leur organisation : développement de vastes surfaces d'échange, mise en place de tissus conducteurs reliant les organes souterrains et aériens, systèmes de défense efficaces et stratégies de reproduction faisant souvent appel à des partenaires extérieurs (animaux pollinisateurs, vent).
Ce chapitre étudie comment l'organisation fonctionnelle de la plante répond aux exigences de la vie fixée : se nourrir à l'interface sol-atmosphère, se protéger des agressions et se reproduire malgré l'immobilité. Nous verrons enfin comment l'Homme, par la domestication, a profondément modifié les plantes cultivées.
6.1 Une organisation fonctionnelle en lien avec la vie fixée
La vie fixée impose à la plante de prélever ses ressources dans deux milieux très différents : le sol, qui fournit l'eau et les ions minéraux, et l'atmosphère éclairée, qui fournit le dioxyde de carbone et l'énergie lumineuse. La plante développe donc deux appareils complémentaires : un appareil racinaire souterrain et un appareil aérien (tige et feuilles).
La vie fixée est le mode de vie d'un organisme ancré durablement à un substrat, incapable de se déplacer. Chez les plantes à fleurs, elle se traduit par une organisation présentant de grandes surfaces d'échange avec le milieu et un système de transport interne reliant les organes prélevant les ressources.
6.1.1 De grandes surfaces d'échange
Pour capter efficacement des ressources peu concentrées et dispersées, la plante maximise ses surfaces de contact avec le milieu, à l'interface entre le sol et l'atmosphère.
Au niveau racinaire, la surface d'échange est considérablement augmentée par les ramifications et surtout par les poils absorbants, fines expansions des cellules de l'épiderme racinaire. La zone pilifère, située en arrière de l'extrémité des jeunes racines, peut compter plusieurs milliers de poils par centimètre carré, ce qui multiplie la surface d'absorption de l'eau et des ions.
Au niveau aérien, ce sont les feuilles, organes aplatis et étalés, qui constituent la principale surface d'échange. Leur limbe large expose un maximum de surface à la lumière. Les échanges gazeux (, , vapeur d'eau) se font par de minuscules orifices, les stomates, présents surtout sur la face inférieure des feuilles.
Un stomate est un orifice microscopique de l'épiderme des feuilles, bordé par deux cellules de garde qui contrôlent son ouverture. Il permet les échanges gazeux ( entrant, sortant) ainsi que l'évaporation de l'eau (transpiration). L'ouverture variable des stomates assure un compromis entre l'entrée du et la limitation des pertes en eau.
Le système racinaire d'un plant de seigle adulte peut représenter, poils absorbants compris, une surface totale de plusieurs centaines de mètres carrés. De même, la surface foliaire totale d'un grand arbre se compte en centaines de mètres carrés. Ces surfaces, très supérieures à la surface du corps d'un animal de masse comparable, compensent l'impossibilité pour la plante de se déplacer vers ses ressources.
6.1.2 Des systèmes conducteurs
Les lieux de prélèvement (racines pour l'eau et les ions, feuilles pour le et la lumière) sont éloignés les uns des autres. La plante doit donc transporter les substances sur de longues distances : c'est le rôle des tissus conducteurs, organisés en faisceaux dans les racines, la tige et les nervures des feuilles.
Le xylème (ou bois) conduit la sève brute, constituée d'eau et d'ions minéraux, des racines vers les feuilles. Il est formé de cellules mortes, lignifiées, formant des vaisseaux rigides.
Le phloème (ou liber) conduit la sève élaborée, riche en matières organiques (saccharose) produites par la photosynthèse, des feuilles vers les organes consommateurs ou de réserve (racines, fruits, bourgeons). Il est formé de cellules vivantes.
- La sève brute circule des racines vers les feuilles (sens ascendant). Sa montée est assurée par la transpiration foliaire, qui crée une aspiration, et par la poussée racinaire.
- La sève élaborée circule à partir des feuilles vers tous les organes, dans des sens variables selon les besoins de la plante.
Ces deux circulations relient les organes spécialisés et assurent la cohésion fonctionnelle de la plante malgré son organisation étalée.
6.2 La nutrition de la plante
La plante est un organisme autotrophe : elle produit elle-même sa matière organique à partir de matière minérale, grâce à l'énergie lumineuse. Sa nutrition repose donc sur le prélèvement d'eau et d'ions minéraux dans le sol, de dans l'air, et sur la photosynthèse.