Physiologie Végétale : Absorption et Transport de Sève

Organisation et Transport chez les Plantes

Organisation Talofítica

Type d'organisation où il n'y a pas de tissus ou d'organes différenciés (algues, lichens).

Organisation Cormofítica

Organisation dans laquelle les cellules sont regroupées en tissus et organes (plantes ptéridophytes et spermatophytes).

Les plantes cormophytiques ont des organes de nutrition : les racines (absorption de l'eau et des sels minéraux), les feuilles (captent la lumière et fixent le CO2 atmosphérique) et les vaisseaux conducteurs qui transportent les substances incorporées, nécessaires à la photosynthèse.

Osmose

Les membranes des cellules végétales sont perméables à l'eau et relativement imperméables aux solutés. L'eau se déplace donc à travers elles, des zones où la concentration en solutés est inférieure vers celles où elle est supérieure.

Colloïdes

Un type de mélange dans lequel une substance est dispersée dans une autre sans s'y dissoudre.

Absorption de l'eau par les racines

Maintient un approvisionnement continu en H2O dont les plantes ont besoin pour leur nutrition et pour compenser la perte par transpiration. La zone des racines qui absorbe l'H2O est la région pilifère. Elle se compose de poils absorbants, extensions de cellules épidermiques, dont les parois sont minces et dépourvues de cuticule. La membrane cellulaire est une barrière semi-perméable qui sépare l'extérieur et l'intérieur de la cellule et détermine l'absorption sélective des éléments nutritifs. L'eau s'écoule à travers la membrane et pénètre dans les poils par osmose.

Facteurs affectant l'absorption de l'eau

• La température : elle favorise les processus du métabolisme cellulaire et augmente l'absorption.
• L'aération du sol : elle provoque une augmentation de la surface d'absorption, en favorisant la formation de racines très ramifiées et de poils absorbants nombreux et longs.
• La quantité d'H2O dans le sol : son augmentation favorise son entrée dans les racines, où la concentration de sels dans le sol est inférieure à l'intérieur des poils absorbants.
• La capacité de rétention du sol : le sol est important car dans de nombreux cas, l'eau est retenue sous forme de colloïdes.

Absorption des sels minéraux

L'absorption des sels minéraux se fait sous forme d'ions. Le mécanisme d'entrée est le transport actif, effectué contre le gradient de concentration, ce qui nécessite une dépense d'énergie. Ce processus enzymatique nécessite la participation de transporteurs membranaires qui introduisent les ions dans les cellules épidermiques et les poils absorbants. Une fois que l'H2O et les minéraux ont pénétré, ils forment la sève brute, qui circule à l'intérieur de la racine vers le cylindre central où se trouve le xylème.

Voies de transport de la sève brute

• La voie symplastique : l'H2O et les solutés sont transportés par osmose et transport actif de cellule à cellule à travers les plasmodesmes (pores de la paroi cellulaire qui communiquent avec les cellules voisines).
• La voie apoplastique : le mouvement se fait par diffusion simple le long de l'extérieur de la membrane cellulaire et inclut les parois cellulaires et les espaces intercellulaires. Cette voie est interrompue dans l'endoderme des racines par la bande de Caspari, qui régule le passage des substances.

Transport de la sève élaborée

La sève élaborée est constituée des molécules organiques produites par la photosynthèse. Le transport de ces substances des tissus producteurs vers toutes les parties de la plante se fait par les vaisseaux libériens (ou phloème), composés de tubes criblés et de cellules compagnes. Les tubes criblés sont des cellules vivantes dont les cloisons (plaques criblées) sont perforées par des pores, permettant l'écoulement de la sève. Lorsque les composés organiques s'accumulent dans les racines (organes de stockage), le transport s'effectue dans cette direction. Les composés organiques produits dans le parenchyme chlorophyllien des feuilles subissent un transport actif vers les cellules compagnes du phloème et passent par les plasmodesmes dans les tubes criblés.

Mécanismes de transport de la sève élaborée

• Mécanisme passif (hypothèse du flux de masse) : le mouvement se fait au moyen d'un gradient de pression entre les organes producteurs (feuilles) et les organes consommateurs (racines, fruits, etc.). L'augmentation des hydrates de carbone dans les tubes criblés tend à augmenter la concentration des solutés, ce qui provoque l'entrée d'eau par osmose. Cette eau provient des cellules du xylème, créant une poussée qui dirige la sève élaborée vers les organes consommateurs, où les solutés sont transportés activement dans les cellules qui en ont besoin. La diminution de la concentration des solutés dans les organes consommateurs provoque la sortie de l'eau des tubes criblés par osmose vers les tissus environnants.
• Mécanisme actif (hypothèse du courant intracytoplasmique) : cette hypothèse suggère que la plupart des composés organiques peuvent être transportés à travers le cytoplasme des tubes criblés avec consommation d'énergie. Le mouvement de la sève élaborée est lent, car la lumière des vaisseaux libériens est interrompue par les plaques criblées, dont les pores peuvent être bouchés par de la callose pendant la saison froide, perturbant le transport qui reprend au printemps.