La physiologie des végétaux 

La physiologie des végétaux décrit les fonctions des organes d’une plante et comment ils interagissent les uns avec les autres pour maintenir la vie de la plante. Les végétaux ont des organes aériens tels que les feuilles et les tiges, ainsi que des organes souterrains tels que les racines. Ces organes interagissent pour permettre à la plante de se nourrir, de synthétiser sa propre matière organique et de régénérer les éléments du sol.

La partie aérienne des végétaux, comprenant les tiges et les feuilles, est responsable de la photosynthèse, qui est le processus par lequel les plantes convertissent l’énergie solaire en nourriture. Les feuilles et les tiges assurent la respiration, en absorbent le dioxyde de carbone (CO2) et rejettent de l’oxygène (O2). Est en faisant le processus inverse par lequel les plantes absorbent de l’oxygène (O2) et exhalent du dioxyde de carbone (CO2). Les feuilles assurent également la transpiration, qui est le processus par lequel les plantes évacuent de l’eau (H2O) à travers les stomates.

La partie souterraine des végétaux, comprenant les racines, les ramifications, etc., sont responsables de l’absorption des nutriments minéraux (azote, phosphore, potasse, soufre, magnésium, calcium, oligo-éléments), de l’eau, de l’oxygène et du dioxyde de carbone. Les racines assurent également le maintien de la plante qui est solidement ancrée dans le sol. Les racines ont des poils absorbants qui augmentent la surface d’absorption des nutriments et de l’eau, permettant ainsi à la plante de se nourrir efficacement.

Il y a une interaction entre la partie aérienne et la partie souterraine des végétaux. L’eau et les différents sels minéraux sont absorbés par le système racinaire et ensuite synthétisés dans la sève brute pour être envoyés aux différentes parties de la plante. Le surplus d’eau est évacué par la transpiration de la plante, tandis que les sels minéraux sont utilisés pour synthétiser d’autres éléments par l’action de la photosynthèse et de la respiration. Cette interaction permet à la plante de maintenir un équilibre hydrique et nutritionnel optimal.

Il est important de comprendre la physiologie des végétaux pour pouvoir les cultiver efficacement et en tirer le meilleur parti. Les connaissances en matière de physiologie végétale peuvent être utilisées pour améliorer la croissance et la productivité des plantes, en utilisant des techniques telles que l’irrigation, la fertilisation et la gestion des maladies et des ravageurs.

Liste des différents mécanismes des végétaux:

  • La morphogenèse végétale : est le processus de formation et de développement des formes et des structures des plantes. Il comprend toutes les étapes du cycle de vie d’une plante, depuis la germination de la graine jusqu’à la mort. Les mécanismes fondamentaux de la morphogenèse sont similaires pour toutes les espèces de plantes.
  • Photosynthèse : processus par lequel les végétaux utilisent l’énergie solaire pour convertir le dioxyde de carbone et l’eau en glucose (sucre) et oxygène, en utilisant la chlorophylle comme pigments photosynthétiques.
  • Transpiration : processus par lequel les végétaux évacuent l’eau excédentaire par la surface des feuilles via les stomates.
  • Respiration : processus par lequel les végétaux utilisent l’oxygène pour brûler les glucides produits par la photosynthèse, afin de produire de l’énergie et de rejeter du dioxyde de carbone.
  • Assimilation chlorophyllienne : processus par lequel les végétaux utilisent les éléments nutritifs absorbés pour produire des glucides via la photosynthèse.
  • Nutrition : processus par lequel les végétaux absorbent les éléments nutritifs nécessaires à leur croissance et développement, tels que les minéraux, l’eau et les éléments organiques.
  • Assimilation : processus par lequel les végétaux utilisent les éléments nutritifs absorbés pour la croissance et le développement.
  • Rhizogenèse : processus par lequel les végétaux produisent des racines pour absorber les éléments nutritifs et l’eau du sol.
  • Carence et excès : état où les végétaux ne disposent pas d’une quantité adéquate d’un ou plusieurs éléments nutritifs, ou au contraire en ont en trop.
  • Ramification : processus par lequel les végétaux produisent des ramifications pour augmenter leur surface de feuillage et de croissance. Il existe plusieurs sortes de rameau (rameau primaire, secondaire et de troisièmes ordres,…).
  • Turgescence : processus par lequel les végétaux utilisent la pression osmotique de l’eau pour se redresser et s’allonger.
  • La perception des plantes : Les végétaux ont la particularité de détecter des changements dans leur environnement (température, humidité, gravité, parasites, animaux, virus, maladies, etc.), ce qui leur permettra grâce à différents mécanismes d’avoir une réponse réactive qui leur permettra de survivre.
  • La sensibilité des plantes : Certains végétaux, plus que d’autres, ont acquis une sensibilité qui leur permettra de distinguer les différents dangers ou changements. Cela leur permettra d’avoir une réponse brève, mécanique ou chimique adéquate. Réaction végétale face aux changements
  • L’aoutement : est un processus par lequel les jeunes branches de plantes ligneuses se renforcent en produisant de la lignine. Cela est considéré comme important pour choisir les bois à conserver lors de la taille de certains arbres fruitiers. Le processus se termine généralement à la mi-août pour les arbres situés dans les zones tempérées de l’hémisphère nord.
  • La symbiose : désigne une association symbiotique à long terme entre des organismes différents, où l’un des partenaires tire un bénéfice de l’association. L’organisme le plus gros est souvent considéré comme l’hôte et le plus petit est considéré comme un parasite. Si les deux organismes se complètent, on parle de symbiose. Si un des deux organismes profite davantage que l’autre, on parle de parasitisme. Si un seul organisme profite sans causer de préjudice à l’autre, on parle de commensalisme. Il existe plusieurs types de symbioses, notamment entre végétaux et bactéries, végétaux et champignons, végétaux et fourmis, ainsi que des associations complexes impliquant plusieurs partenaires.

Les différentes réaction végétale face aux changement 

  • Tropisme : est le fait que la croissance d’un organisme est influencée par son environnement (lumière, chaleur, eau, gravité, etc.)
    • Mouvement végétal rapide : est le fait que certaines plantes peuvent produire un mouvement rapide en réponse à un stimulus (ex. : Dionée attrape-mouche, mimosa pudica, ecballium agreste, etc.)
    • Chimiotropisme : est la réponse de la plante à une substance chimique
    • Cryptochrome : sont des pigments qui agissent comme des récepteurs de la lumière
    • Gravitropisme : est la réponse de la plante à la gravité
    • Géotropisme : est la réponse de la plante à son enracinement dans le substrat
    • Héliotropisme ou phototropisme : est la réponse de la plante à l’exposition à la lumière
    • Hydrotropisme : est la réponse de la plante à l’humidité
    • Sensibilité hormonale : est une théorie selon laquelle les plantes traiteraient les informations à travers la production d’hormones.
    • Défense contre les prédateurs et les maladies : C’est la capacité des végétaux à se protéger contre les attaques de prédateurs (tels que les herbivores) et les maladies. En produisant des substances toxiques ou en adoptant des stratégies telles que la forme, la couleur ou la texture de leurs organes végétatifs.
  • Stockage des nutriments et énergie : Les végétaux stockent les nutriments et l’énergie sous forme de réserves organiques telles que les amidons, les sucres, les graisses et les protéines, ce qui leur permet de survivre aux périodes de stress environnemental et de poursuivre leur croissance.
  • Équilibre acido-basique : La capacité des végétaux à maintenir un équilibre acido-basique optimal, en éliminant les acides excédentaires par les racines ou les feuilles et en contrôlant la production de bases à l’aide de mécanismes de régulation internes.
  • Régulation de la température, de l’eau et des hormones : Les végétaux utilisent des mécanismes tels que la transpiration, la photosynthèse et la production d’hormones pour réguler leur température interne, leur taux d’hydratation et la concentration de leurs hormones, garantissant ainsi un état optimal de croissance.
  • Protection contre les rayonnements UV : Les végétaux peuvent se protéger contre les dommages causés par les rayonnements UV en produisant des pigments de protection tels que la chlorophylle, les caroténoïdes et les anthocyanes, ainsi qu’en modifiant la structure de leur cuticule.
  • Résistance aux éléments climatiques : Les végétaux ont développé des stratégies pour résister aux conditions extrêmes telles que les tempêtes, les incendies, les inondations, les sécheresses, etc. Telle que la production de réserves organiques, la modification de la structure de leurs organes, ou la synchronisation de leur cycle de vie avec les conditions climatiques.

Liste des éléments présents dans les plantes :

Eau : Liquide nécessaire pour le transport de nutriments et la croissance des plantes.

Oxygène : Produit par la photosynthèse et utilisé par les cellules végétales pour la respiration.

Dioxyde de carbone : Utilisé par les plantes dans la photosynthèse pour produire de l’énergie.

Sucre (Glucides, Amidon) : Source d’énergie pour les plantes. Elle les crée grâce à l’énergie lumineuse et de carbone (CO2) qui est stoker dans l’air.

Enzymes : Catalyseurs qui aident les réactions chimiques à se produire dans les plantes.

Protéines : Composants structurels et fonctionnels importants des cellules végétales.

Lipides : Sources d’énergie et matériaux de construction pour les membranes cellulaires.

Vitamines (A, B, C, D, E, K) : Nécessaires pour une croissance saine et une bonne santé des plantes.

Sels minéraux (azote, phosphore, potasse, soufre, magnésium, calcium, oligo-éléments) : Nécessaires pour le développement et la croissance des plantes.

Acides aminés (20 sortes) : Composants des protéines.

Acides gras : Matériaux de construction pour les membranes cellulaires et source d’énergie.

Acides nucléiques (ADN, ARN) : Stockent et transmettent l’information génétique des plantes.

Pigments (Chlorophylle, Caroténoïdes, Flavonoïdes, Anthocyanes) : Absorbent la lumière pour la photosynthèse.

Hormones végétales ou phytohormones sont des substances chimiques organiques produites par les plantes pour contrôler leur croissance et leur développement. Elles comprennent :

  • Les acides abscissiques, qui stimulent la croissance.
  • Les auxines, qui stimulent et régulent la croissance.
  • Les brassinostéroïdes, affectent la croissance des tiges et des feuilles
  • L’éthylène, qui perturbe la croissance et accélère les fonctions des organes sexuels.
  • Les cytokinines, qui stimulent et régulent les différentes cellules.
  • Les Ginnérellines, qui stimulent la croissance des jeunes pousses et des organes sexuels.
  • Les gibbérellines, qui stimule la croissance des cellules (entre-nœuds).
  • Les phytoestrogènes, qui sont des hormones naturelles comparables à l’estradiol.
  • Les phytoprogestagènes, qui sont des hormones naturelles comparables à la progestérone.
  • Les phytoandrogènes, qui sont des hormones naturelles comparables à la testostérone.

Fibres : Soutiennent les structures des plantes.

Lignine : Composant des parois cellulaires qui renforce les structures des plantes.

La cellulose : est un polysaccharide qui est le composant principal des parois cellulaires des plantes. Il joue un rôle important dans la rigidité et la structure des plantes.

Les hémicelluloses : sont un groupe de polysaccharides qui se trouvent dans les parois cellulaires des plantes. Ils sont souvent associés à la cellulose et jouent un rôle dans la rigidité des parois cellulaires.

Antioxydants (Superoxyde Dismutase, Catalase, Glutathion Peroxydase) : Protègent les cellules contre les radicaux libres.

Alcaloïdes : Substances naturelles toxiques présentes dans certaines plantes.

Tannins : Substance qui donne une saveur amère et astringente aux plantes.

Terpènes : Composants volatils des huiles essentielles des plantes.

Phénols : Substance qui donne une saveur et un arôme caractéristiques aux plantes.

Les ions (ex. azote, phosphore, potassium, soufre, magnésium, calcium, oligo-éléments) : sont des atomes chargés qui jouent un rôle important dans les processus physiologiques des plantes.

Anions : Sons chargés négativement dans le sol, causant une augmentation de la teneur en anions dans le sol.

Cations : Ions chargés positivement dans le sol, causant une augmentation de la teneur en cations dans le sol.

Protons : Particules subatomiques chargées positivement dans les atomes. Dans le sol, les protons peuvent être trouvés dans l’acide du sol et peuvent affecter la disponibilité des nutriments pour les plantes.

Électrons : Particules subatomiques chargées négativement dans les atomes. Dans le sol, les électrons peuvent jouer un rôle dans les réactions redox qui se produisent dans le sol, telles que la fixation de l’azote par les bactéries.

Les neutrons : sont des particules subatomiques sans charge électrique, qui se trouvent dans le noyau des atomes. Ils jouent un rôle important dans la détermination de la masse des atomes et de la stabilité des noyaux. Dans le sol, les neutrons ne sont pas directement impliqués dans les réactions chimiques ou les processus biologiques, mais ils peuvent influencer la composition du sol en participant aux réactions nucléaires telles que la désintégration radioactive.

Les cellules : sont les unités fondamentales de tous les organismes vivants, y compris les plantes, qui les utilisent pour stocker et transporter des nutriments et autres substances.

Les fibres végétales : sont des cellules mortes composées de cellulose, lignine, pectine, etc. Elles sont utilisées dans l’industrie du textile, du papier, de la marine, de la construction, etc.
Les pectines : sont des polysaccharides qui se trouvent dans les cellules des jeunes plantes, des fruits et des légumes. Ils sont souvent utilisés comme agent épaississant dans les produits alimentaires.

Il est important de noter que ces listes ne sont pas exhaustives et qu’il existe de nombreux autres mécanismes et éléments présents dans les plantes qui ne sont pas mentionnés ici. Il est également important de noter que la présence et les concentrations de ces mécanismes et éléments varient considérablement selon les espèces végétales.

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