1. Organisations morphologiques de l’appareil végétatif
1. Organisations morphologiques de l’appareil végétatif (Support de cours en pptx )
Les plantes à fleurs ont une morphologie fondamentale qui reflète leur évolution sur la terre ferme, où elles doivent puiser leurs ressources dans deux milieux très différents : l’un souterrain, l’autre aérien. Elles doivent tirer l’eau et les minéraux du sol, et capter le CO2 et la lumière dans l’air. La capacité d’acquérir ces ressources efficacement est attribuable à l’évolution de trois organes fondamentaux : les racines, les tiges et les feuilles qui forment un cormus. Ces organes forment le système racinaire, qui comprend les racines, et le système caulinaire, qui comprend les tiges et les feuilles.
1.1. La racine
La racine est la partie basale de l'axe de la plante normalement, elle est souterraine, et provient de la transformation de la radicelle, elle-même issue de la germination de la graine. Le rôle essentiel de la racine est double :
- fixation de la plante au sol (au substrat)
- absorption de l'eau et des sels minéraux contenus dans le sol.
1.1.1. Les différentes parties de la racine
Morphologiquement, on distingue sur une racine, quatre zones qui sont en allant de la base au sommet :
- la coiffe, sorte d'étui qui protège la région du méristème primaire apical.
- la zone de croissance qui est entre un à deux mm seulement
- la zone pilifère, qui comporte des poils absorbants pour l'absorption de l'eau et les sels minéraux du sol. Ces poiles sont de plus en plus long, au fur et à mesure qu’on s'éloigne de la bases, les plus long se flétrissent et finissent par se détacher.
- La zone subéreuse, généralement brune, par suite de la subérisation des cellules périphériques, c'est-à-dire de leur transformation en liège protecteur, de cette zone partent des racines secondaires constituées comme la racine principale, et pouvant se ramifier à leur tour. L'ensemble forme l'appareil radiculaire sur la racine principale ou pivot si la racine conserve la prédominance, on dit que la racine est pivotante ; si cette prédominance disparaît, on a alors un faisceau de racines de même importance l'ensemble constitue une racine fasciculée (Figure 3).
1.1.2. Les différentes types de la racine : diversité adaptative des racines (Voir cours)
L'ancrage dans le sol et l'absorption d'eau et des sels minéraux; le plus souvent en association avec des champignons mycorhiziens ne sont pas les seules fonctions des racines. D'autre fonctions adaptatives sont assurés par le système racinaire suites à des modifications plus ou moins importantes de la racine:
- Les tubercules racinaires des espèces bisannuelles (exp. carottes, betteraves) sont des racines hypertrophiées par accumulation des réserves permettant la reprise de la vie végétative après la mauvaise saison.
- Les racines drageonnantes sont des racines souterraine la croissance horizontal formant des bourgeons. Chacun de ses bourgeons se développe en une tige vigoureuse est vertical, nouvel individu identique à la plante mère (exp. le framboisier).
- Les racines chlorophylliennes de nombreuses épiphytes comme les orchidées tropicales sont photosynthétiques et recouvertes d’un voile absorbant l’eau de pluie.
- Les crampons du Lierre sont de fines et de nombreuses racine adventives qui lui permettent de s’agripper solidement sur les murs et les arbres
- Les pneumatophores de certaines palétuviers sont des excroissances racinaires, émergeant dans l’air par géotropisme négatif ses racines aériennes permettant une absorption d’oxygène atmosphérique en sol inondé donc anoxique.
- Les échasses de nombreuses plantes des mangrove sont des racines adventives aériennes permettant de limiter l’enfoncement dans le substrat mouvant.
- Les contreforts de certains grands arbres tropicaux sont des hautes racines permettant une stabilisation dans le sol peu profond.
NB:
- Les nodosité des légumineuses (Fabacées) sont des excroissance de leurs racines, hébergeant des bactéries symbiotiques fixatrices de diazote atmosphérique
1.2. La tige
1.2.1. Organisation de la tige
La tige est la partie généralement aérienne de l'axe de la plante; c'est elle qui porte les feuilles et les organes reproducteurs (au moment de la reproduction). Elle se trouve dans le prolongement de la racine et la région de raccordement des deux organes constitue le collet.
La présence des feuilles est le caractère le plus important de la tige, tout le long de laquelle elles sont insérées sur des renflements appelés nœuds. L'espace compris entre deux consécutifs est un entre-nœuds ; l'extrémité de la tige est recouverte par le bourgeon terminal ou caulinaire, constitué par des ébauches de feuilles et protégeant le méristème apical, tout comme la coiffe protège le méristème apicale de la racine ; mais la croissance de la tige se fait grâce à l'activité du bourgeon terminal qui construit simultanément la tige et les feuilles. A l'aisselle de chaque feuille se trouve un bourgeon axillaire dont certains donneront des tiges secondaires ou rameaux terminés également par un bourgeon terminal.
1.2.2. Ramification de la tige
La ramification est le fait qu'une unité morphologique du corps [du végétal] donne naissance à une ou plusieurs unités nouvelles de même nature fondamentale qu'elle-même. En principe, l'unité génératrice et les unités apparues restent associées en un ensemble dit système ramifié.
Il est possible de distinguer plusieurs types de ramification:
Selon que la division du dôme caulinaire (méristème) entraîne la formation de deux rameaux ou plus, on parlera respectivement de dichotomie ou de polytomie. Ce type de division aboutit à la formation de deux (ou plusieurs) parties égales ou inégales, et on parlera alors respectivement de dichotomie (polytomie) isotone ou anisotone."
"La ramification latérale résulte de la différenciation, sur les flancs de l'apex d'une tige, d'un territoire de cellules à caractère embryonnaire (méristème latéral). Ce territoire se développe à l'aisselle d'une ébauche foliaire et forme un méristème latéral. Par son fonctionnement, ce méristème latéral pourra alors édifier, à son tour, un nouvel axe feuillé, qui sera qualifié d'axe latéral ou rameau, et dont il deviendra le méristème terminal."
"La différence entre ces deux modes de ramification [monomodiale ou sympodiale] résulte du fonctionnement indéfini (ramification monopodiale) ou défini (ramification sympodiale) du méristème apical de la tige porteuse.
Dans la ramification monopodiale ou monopodique, les rameaux latéraux se développent sans qu'il y ait arrêt définitif du fonctionnement du méristème de la tige principale : l'ensemble ramifié qui en découle est qualifié de monopode.
Dans le cas de la ramification sympodiale ou sympodique, le méristème terminal de l'axe porteur meurt ou se transforme en une structure qui perd sa capacité de croître des méristèmes latéraux qui édifieront autant d'axes latéraux, ou axes relais, et l'ensemble ramifié sera qualifié de sympode.
1.2.3. Diversité de l’appareil caulinaire
Les tiges peuvent assurer plusieurs fonctions pour permettre diverse adaptations au milieu de vie:
- Les tiges volubiles de certains espèces grimpantes s'enroule en hélice autour de leur support au cours de leur croissance.
- Les stolons sont des tiges grêles à feuilles réduites et à croissance rapide par des entrenoeuds s'allongeant fortement. Le bourgeon terminal d’un stolon peut s’enraciner et donner un nouvel individu identique de la plante-mère (exp. Fraisier). Les stolons assurent la multiplication végétative.
- Les rhizomes et les tubercules caulinaires (exp pommes de terre, corme du saffron) sont des tiges hypertrophiées par accumulation de réserves, celle-ci permettant la reprise de la vie végétative après la mauvaise saison.
- Les tiges succulentes de Cactus ou de certaines Euphorbe stockent de l’eau. Ces réserves en eau sont une adaptation à la sécheresse de leur milieu désertique.
Les épines et de certaines espèces sont des tiges transformés, assurant une défense contre les herbivores
1.3. La feuille
1.3.1. Organisation de la feuille
Les feuilles sont des organes végétatifs, généralement aplatis, portés latéralement par les tiges. Tige et feuilles sont fortement associés; leur ensemble indissociable constitue la tige feuillée.
La feuille assure essentiellement trois fonction : la photosynthèse (assimilation chlorophyllienne), la respiration et la transpiration. Par conséquent, les feuilles sont le siège des échanges gazeux avec le milieu extérieur. Cependant, ces organes peuvent subir des modification adaptatives (vrilles, épines, piège à insectes …) pour jouer autres rôles variés: support, organes réserves, protection…
La feuille est formée de lame verte, mince, le limbe dont une face est tourné vers le sommet de la tige (face supérieure ou ventrale ou interne) et l'autre vers la base de la tige (face inférieure ou dorsale ou externe).
Le limbe est rattaché à la tige par une partie étroite, le pétiole qui s'insère au nœud. Le pétiole se prolonge dans la feuille par la nervure principale, d'où partent des nervures secondaires ; L’ensemble constitue la nervation dont on connait plusieurs types (penné, palmé, parallèle, …). Enfin, le pétiole peut porter à sa base, deux petites lames foliacées qu'on appelle les stipules (et qui s'en particulièrement développait chez les rosacées et les légumineuses).
1.3.2. Diversité des feuilles (voir cours)
Outre le rôle fondamental dans la photosynthèse, les feuilles sont capables de jouer d’autres rôles grâce à des modifications diverses :
- Les vrilles de certaines plantes grimpantes sont des feuilles modifiées (exp. vigne) ou des folioles modifiées (exp poids) permettant la fixation au support.
- Les bulbes ou les tuniques charnues (exp. l’oignon) sont des feuilles hypertrophiées par accumulation de réserve, celle-ci permettant une reprise de la vie végétative après la mauvaise saison.
- Les feuilles succulentes est un nombreuses Crassulacées comme l’Aloès contient des réserves en eau adapté au milieu sec et aride
- Les piège à insectes des plantes carnivores proviennent de modification foliaires (exp. mâchoire de la Dioné, poiles adhésives de Droséra, Outre de l’Uticulaire)
- Les épines de certaines espèces sont des feuilles (Cactus, Opuntia) transformées assurant une défense contre des herbivores (protection)