La vie fixée chez les plantes, résultats de l’évolution

Chapitre 5 La vie fixée chez les plantes, résultats de l’évolution

Les exigences d’une vie fixée, en permanence à l’interface entre deux milieux, l’air et le sol, ne sont pas les mêmes que celles que requiert la vie animale. Au cours de l’évolution, différents processus lies à l’alimentation, la protection ou la communication, ainsi que des modalités particulières de reproduction, se sont mis en place chez les plantes.

I. L’organisation de la plante

1. Une vie fixée entre sol et air

Sur les continents, la lumière solaire n’est présente qu’au-dessus du sol, tandis que l’eau liquide et les nutriments minéraux sont présents essentiellement dans le sol. L’humidité de l’air ainsi que sa température peuvent subir d’importantes variations.

Des innovations évolutives ont permis aux végétaux terrestres de s’adapter à ces contraintes. En vivant fixés à l’interface du sol et de l’air, ils peuvent profiter des ressources disponibles dans chacun des deux milieux : les racines ancrent la plante dans le sol et y prélèvent l’eau et les ions dont la plante a besoin ; les tiges et les feuilles se dressent et s’orientent au-dessus du sol, permettant à la plante de capter l’énergie lumineuse et d’échanger les gaz nécessaires à la photosynthèse.

2. Des surfaces d’échanges de grande dimension

La nutrition des plantes terrestres repose sur des organes spécialisés, au premier rang desquels figurent les racines et les feuilles.

Chaque plante dispose d’un réseau de racines très longues et très fines. Leur petit diamètre maximise leur surface de contact avec l’eau du sol. Près de leurs extrémités, les racines sont couvertes de poils absorbants. La finesse, la longueur et le nombre des poils absorbants démultiplient encore la surface de contact entre la plante et la solution du sol et, par conséquent, ses capacités à absorber eau et ions minéraux.

Plates et fines, les feuilles offrent une grande surface exposée aux rayons solaires, ces derniers pouvant ainsi atteindre toutes les cellules chlorophylliennes en charge de la photosynthèse, situées préférentiellement du côté de la face supérieure de la feuille. L’épiderme des feuilles, recouvert d’une cuticule plus ou moins épaisse, est imperméable aux gaz, ce qui protège la plante contre la déshydratation. Cependant, des milliers de petits orifices, les stomates, s’ouvrent lorsque les conditions sont favorables à la photosynthèse et permettent les échanges gazeux entre la feuille et l’atmosphère. Une fois l’épiderme franchi, les gaz circulent au sein des lacunes situées au contact des cellules chlorophylliennes.

3. Des systèmes conducteurs entre organes souterrains et aériens

L’approvisionnement en eau et en ion étant dissociés de l’exposition à la lumière et de l’approvisionnement en gaz, des échanges de matières sont indispensables entre organes souterrains et aériens. Ils s’effectuent grâce à un double réseau de tubes :

- Le xylème est constitué de files de cellules mortes, allongées, dont ne subsiste que la paroi latérale, renforcée par des dépôts de lignine. Les tubes du xylème transportent la sève brute (eau et ions minéraux) provenant des poils absorbants, depuis les extrémités des racines jusqu’aux organes aériens. Dans les feuilles, les tubes du xylème se ramifient abondamment, apportant eau et ions minéraux aux cellules chlorophylliennes.

- Le phloème est constitué de files de cellules vivantes, allongées, aux parois de cellulose. Les tubes de phloème transportent la sève élaborée (eau et sucres principalement) depuis les cellules chlorophylliennes photosynthétiques vers tous les organes de la plante, et en particulier vers ceux ne réalisant pas la photosynthèse (racines, bourgeons…).

II. Des structures et mécanismes de défense

1. Les végétaux se protégent contre les agressions du milieu physique

Les plantes terrestres ont développé au cours de leur évolution de multiplient adaptations aux conditions extrêmes de température et d’humidité, ainsi qu’aux variations journalières ou saisonnières de ces paramètres, par exemple :

- La présence de poils et d’une épaisse cuticule sur les feuilles mais aussi leur capacité à s’enrouler sur elles-mêmes constituent des protections contre la sécheresse de l’air.

- Les arbres des régions tempérées résistent au froid hivernal en perdant leurs feuilles, en entrant en vie ralentie et en protégeant leurs bourgeons par d’épaisses écailles.

2. Les végétaux se protègent contre les autres êtres vivants

La vie fixée empêche les plantes terrestres de fuir devant leurs prédateurs. Elles ont développé au cours de leur évolution d’autres stratégies de défense, par exemple

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