La morphogénèse végétale

a morphogenèse vient du grec morphê/μορφη qui veut dire forme, et genesis/ γένεσις voulant dire naissance, c’est la naissance des formes. La morphogénèse constitue l’ensemble des mécanismes édifiant le végétal. Cet ensemble intervient de la germination à la mort de la plante. Il est commun à toutes les espèces végétales.

I. Construction d’un végétal

La diversité morphologique des végétaux

On retrouve chez des végétaux de mêmes espèces, des ports différents. Le port désigne l’aspect général et mode de croissance de la plante. C’est en quelque sorte « l’acheminement » du développement et de la disposition des organes. Cette morphologie dépend des caractéristiques génétiques de l’espèce. On peut l’expliquer par les interactions avec les facteurs environnementaux de type lumière, vent, eau. (cf. Les facteurs externes impactant les végétaux)

Par opposition, les espèces différentes de végétaux peuvent obtenir un aspect semblable en fonction de l’environnement. La réalisation du génotype est modifiée par les facteurs environnementaux.

L’information génétique est codée par l’ADN. Sur un chromosome on trouve un gène qui est une séquence d’ADN qui code pour une protéine, elle est responsable du phénotype exprimé. Il existe des variantes de ce gène qu’on appelle allèle. Les gènes homéotiques

Chez les plantes à fleurs ou angiospermes les gènes homéotiques vont participer à l’organisation des plantes. Un gène homéotique est, si l’on définit ce qu’il est, un gène dont la mutation produit une homéose, c’est-à-dire l’apparition d’un organe bien formé, mais à un mauvais emplacement du corps. Un gène homéotique est donc défini par rapport au phénotype qu’il entraîne lorsqu’il est muté, et non par sa séquence nucléotidique. Les gènes à MADS box déterminent la mise en place des différentes verticilles de pièces florales : sépales, pétales, carpelle, étamines. La MADbox joue un rôle : elle code un peptide possédant une fixation à l’ADN. L’identité des organes floraux est contrôlée par différents gènes homéotiques, les

gènes de classe A, de classe B et de classe C. Plante à fleur sans homéose Les mutants de classe A présentent une fleur de morphologie anormale. Les sépales ont des caractéristiques carpellaires (présence de stigmates à l’apex, présence éventuelle d’ovules sur sur les bords). Les pétales sont également anormaux et présentent des caractéristiques d’étamines (filet à la base et parfois des anthères au sommet). Cette mutation correspond donc à une transformation homéotique des sépales en carpelles et des pétales en étamines.

Les mutants de classe B présentent une fleur de morphologie anormale. Les pétales sont remplacées par des sépales. Les étamines sont remplacées par des

carpelles. De ce fait, le centre de la fleur est constitué fleur sauvage homéotique classe A

de deux verticilles de carpelles mal fusionnés du fait de la gêne stérique. Le «pistil» est ainsi de grande taille et de forme irrégulière. Cette mutation correspond donc à une transformation homéotique des pétales en sépales et des étamines en carpelles.

fleur sauvage homéotique classe B Les mutants de classe C présentent une fleur de morphologie anormale. Il s’agit d’une fleur produisant un nombre très important d’organes. Le premier verticille est constitué de sépales, le seconde de pétales. Au niveau du troisième verticille, on observe des pétales à la place des étamines et au niveau du quatrième verticille on observe des sépales à la place des carpelles. Par ailleurs, au centre de la fleur, de nouveaux verticille continuent à se mettre en place indéfiniment dans un ordre toujours identique (sépales/pétales/pétales). Le phénotype

des mutants de classe C est donc double. La mutation correspond à une fleur sauvage homéotique classe C transformation homéotique des étamines en pétales et des carpelles en sépales. Par ailleurs, la fleur présente une croissance indéterminée.

La croissance d’une plante

Le développement d’une plante par un réseau racinaire démarre par une petite racine qui est en quelque sorte un embryon contenu dans la graine. Lorsque la graine germe la racine s’allonge depuis l’extrémité et s’enfonce dans le sol. Cela deviendra la racine principale depuis laquelle se forme des ramifications latérales : les racines dites secondaires.

Les parties aériennes s’édifient depuis l’embryon qui porte une tige dotée d’un début de bourgeon terminal. La tige se développe à partir de cet endroit. La tige est formée d’une

succession de noeuds, les feuilles sont intercalées aux niveau des noeuds qui possèdent aussi des bourgeons axillaires. Ce fonctionnement varie en fonction du type de plante, qu’elle soit annuelle ou pérenne. Chez les plantes annuelles, les bourgeons sont des structures permanentes mais leur fonctionnement n’est pas permanent. Par exemple à l’automne les feuilles tombent et de nouvelles feuilles apparaissent au printemps. Tandis que chez les plantes pérennes les bourgeons fonctionnent en continu, tout au long de la vie de la plante. Quant au fonctionnement du bourgeon apical (situé au niveau de l’apex), il éclot au printemps et assure la croissance et la ramification de la tige principale. On observe un cas particulier pour les plantes pérennes, typiquement les arbres qui croissent en épaisseur d’années en années, la tige se transformant en tronc.

La phyllotaxie

La phyllotaxie, du grec ancien φύλλον, phýllon (« feuille ») et τάξις, taxis (« arrangement ») est l’ordre dans lequel sont implantés les feuilles ou les rameaux sur la tige d’une plante ou, par extension, la disposition des éléments d’un fruit, d’une fleur, d’un bourgeon ou d’un capitule. La phyllotaxie s’intéresse à tous les arrangements observables chez les végétaux. Principalement pour assurer à toutes les feuilles la réception d’un maximum de lumière, les rameaux d’une plante se disposent sur la tige selon une disposition particulière pour que les

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