
CANNAtalk|
76
|CANNAtalk
CANNA
RESEARCH
là où ils sont requis : feuilles, pousses, fleurs, fruits
(chez les plantes florifères et fruitières, évidemment,
(voir l’image no 1).
Le processus d’absorption des nutriments se déroule
en plusieurs étapes. D’abord, les nutriments doivent
pouvoir se déplacer dans le sol ou le substrat autour
de la rhizosphère afin de trouver leur chemin vers les
racines. Ensuite, les nutriments doivent traverser une
série de « barrières racinaires », notamment les parois
cellulaires, puis les membranes cellulaires. Une fois à
l’intérieur de la plante, les nutriments sont transportés
par les tissus vasculaires (qu’on appelle le xylème)
pour finalement se déplacer de cellule en cellule. (voir
l’image no 2).
Très sélective, la membrane cellulaire représente
souvent la barrière la plus difficile à franchir. La
structure de base de la membrane cellulaire se compose
d’une bicouche phospholipidique très peu perméable
à la plupart des nutriments. Le dioxyde de carbone,
l’oxygène, l’eau et certaines molécules neutres comme
l’urée sont les seuls produits capables de traverser
facilement la couche lipidique de la membrane par
diffusion.
Tous les autres nutriments minéraux essentiels sont
assimilés sous forme d’ions (à l’exception du bore).
C’est-à-dire que tous les nutriments (sauf le bore)
doivent recourir aux transporteurs membranaires.
Ce sont des protéines de transport intrinsèques à la
membrane cellulaire qui contrôlent l’environnement
intracellulaire (les espaces entre les cellules végétales).
Au-dessus du sol...
La portion aérienne de la plante se compose de tiges,
de feuilles, d’organes reproductifs (fleurs, fruits) et de
pousses, qui renferment des cellules végétales encore
non différenciées, en attente d’une spécialisation
précise (plus tard, elles deviendront des tissus de
feuille ou de tige).
Après le puisage des nutriments et de l’eau par les
racines, plusieurs chemins permettent le transport des
nutriments à l’intérieur de la plante.
La route habituelle s’étend sur une longue distance,
les nutriments sont transportés par les vaisseaux du
xylème vers les feuilles et les fleurs (ou tout autre
organe de la plante). Deux éléments moteurs jouent
un rôle essentiel dans ce transport longue distance :
le gradient de potentiel hydrique et la pression
de sève radiculaire. La pression de sève
radiculaire se produit lorsque
l’eau dans le sol est attirée
dans les racines par
osmose. En fait, ce
phénomène est
Image 4: Aperçu schématisé d’un stomate. Gauche : un stomate ouvert se compose de deux cellules de garde turgescentes. Ces
cellules contiennent plus d’eau, ce qui crée un espace vide (stomate) au centre. Droite : un stomate fermé se compose de deux
cellules de garde « flasques ». Les membranes cellulaires des deux cellules se collent l’une contre l’autre, ce qui crée une fermeture
étanche séparant l’intérieur de la plante et l’environnement extérieur.
Image 3: Coupe transversale d’une feuille.
causé par l’accumulation de nutriments absorbés dans
les tissus du xylème.
Comme nous le verrons plus loin, plusieurs types de
stress environnementaux se répercutent sur le système
de transport.
Chez la plupart des plantes (sauf les plantes parasites
qui n’utilisent pas la lumière du soleil comme source
d’énergie), les feuilles comptent parmi les organes
vitaux les plus importants avec les chloroplastes qui
renferment des cellules dont la plante a besoin pour
opérer la photosynthèse. Ceci inclut tout le nécessaire
pour convertir l’énergie solaire en énergie de liaison,
pour permettre la fixation et la formation de glucides.
Le chloroplaste se compose d’un vaste système de
membranes internes que l’on appelle thylakoïdes. La
vraie chlorophylle se trouve à l’intérieur de ce système
membranaire (voir l’image no 5).
La plupart des chloroplastes se cachent dans les
cellules du mésophylle des feuilles. Les chloroplastes
sont des cellules à paroi fine avec un métabolisme actif
qui servent à la photosynthèse, mais aussi au stockage
de glucides. Les cellules du mésophylle sont entourées
d’espaces intercellulaires, ces espaces d’air qui entrent
en contact avec l’atmosphère. Les plantes peuvent
contrôler l’échange d’air à l’aide de leurs stomates – des
cellules spécialisées qui s’ouvrent et se referment pour
couper les échanges entre les feuilles et l’atmosphère.
Comme la photosynthèse se fonde sur l’assimilation du
dioxyde de carbone, puis la libération de l’oxygène, un
lien étroit et essentiel se tisse entre l’air et la plante.
La coupe transversale d’une feuille normale illustre la
disposition de ce type de cellules (voir l’image no 3).
Les stomates valent la peine d’être observés de plus près.
Ces cellules ne jouent pas uniquement un rôle crucial
dans la photosynthèse, elles permettent également à la
plante d’augmenter ou de réduire le taux d’évaporation.
Les stomates sont des cellules spécialisées se trouvant
sur la face inférieure de la feuille. Typiquement, ils
se composent de deux cellules dont le contenu d’eau
varie. Ces cellules se nomment les cellules de garde. La
quantité d’eau dans la cellule détermine si le stomate
se trouve en position ouverte ou fermée. Les cellules
de garde d’un stomate fermé renferment relativement
peu d’eau et ont l’air rabougries et flasques. Les
membranes cellulaires de chacune des deux cellules de
garde se touchent sur toute la longueur. Pour ouvrir un
stomate, la plante doit faire monter le niveau d’eau dans
les cellules de garde. C’est l’osmose qui entraîne tout
ce débit d’eau : la plante augmente activement le niveau
de potassium dans les cellules de garde. La hausse de
potassium crée un appel d’eau en direction des cellules,
ce qui les fait gonfler. Le contact entre les deux cellules
de garde diminue de façon à ce que la membrane
cellulaire se touche uniquement dans le haut et le bas
des cellules, créant ainsi un espace : le stomate est
maintenant ouvert (voir l’image no 4).En contrôlant le
DE BASE DES VÉGÉTAUX