Structure et fonction

Structures végétatives

Il existe trois niveaux d’organisation intégrée dans le corps végétatif des plantes : organe, système tissulaire et tissu. Les organes de la plante – les racines, les tiges et les feuilles – sont composés de systèmes tissulaires (tissu dermique, tissu du sol et tissu vasculaire ; voir ci-dessous Systèmes tissulaires). Les tissus de chacun de ces systèmes sont composés de cellules d’un ou plusieurs types (parenchyme, collenchyme et sclérenchyme ; voir ci-dessous Systèmes tissulaires : Tissu terrestre). Les tissus composés d’un seul type de cellules et n’assurant qu’une seule fonction sont des tissus simples, tandis que ceux composés de plus d’un type de cellules et assurant plus d’une fonction, comme le soutien et la conduction, sont des tissus complexes. Le xylème et le phloème sont des exemples de tissus complexes.

La plante se développe à partir d’un œuf fécondé, appelé zygote, qui subit une division cellulaire mitotique pour former un embryon – une structure multicellulaire simple de cellules indifférenciées (c’est-à-dire celles qui ne se sont pas développées en cellules d’un type spécifique) – et finalement une plante mature. L’embryon est constitué d’un axe bipolaire qui porte un ou deux cotylédons, ou feuilles de graine ; chez la plupart des dicots, les cotylédons contiennent de la nourriture stockée sous forme de protéines, de lipides et d’amidon, ou ils sont photosynthétiques et produisent ces produits, alors que chez la plupart des monocots et certains dicots, l’endosperme stocke la nourriture et les cotylédons absorbent la nourriture digérée. Les embryons des dicotylédones ont deux feuilles de graine, tandis que ceux des monocotylédones n’en ont qu’une seule.

Alors que l’embryon continue à se développer et que de nouvelles cellules apparaissent, la plante angiosperme développe des régions spécialisées dans lesquelles seule la division cellulaire a lieu et d’autres zones dans lesquelles des activités non reproductives (végétatives), telles que le métabolisme, la respiration et le stockage, se produisent. Les zones de cellules en division, essentiellement des tissus embryonnaires permanents, sont appelées méristèmes, et leurs cellules sont appelées initiales. Dans l’embryon, ils se trouvent à chaque extrémité de l’axe bipolaire et sont appelés méristèmes apicaux. À mesure que la plante mûrit, les méristèmes apicaux des pousses produisent de nouveaux bourgeons et de nouvelles feuilles, et les méristèmes apicaux des racines sont les points de croissance active des racines (figure 3). Toute croissance produite par les méristèmes apicaux est une croissance primaire et donne lieu à davantage de tissus primaires, ce qui prolonge essentiellement le corps primaire de la plante.

Après qu’une cellule d’un méristème apical se soit divisée par mitose, l’une des deux cellules filles résultantes reste dans le méristème comme cellule initiale, et l’autre cellule est déplacée dans le corps de la plante comme cellule dérivée. La cellule dérivée déplacée peut se diviser plusieurs fois pendant qu’elle se différencie (changements de structure et de physiologie) d’une cellule méristémique en une cellule mature, mais seules les cellules initiales restent en permanence dans le méristème apical. Cependant, bien que la plupart des cellules dérivées différenciées en permanence soient des cellules non divisées, et que les régions de division restent dans les méristèmes apicaux des racines et des pousses, il existe des régions de cellules dérivées en division derrière les méristèmes apicaux qui donnent naissance à des systèmes de tissus primaires et sont donc également considérées comme des méristèmes primaires.

Trois régions concentriques de tissus méristématiques primaires se développent immédiatement derrière le méristème apical (figure 3). Ces méristèmes primaires produisent les différents tissus du corps de la plante : le protoderme le plus externe se différencie en l’épiderme, un tissu qui protège la plante ; le méristème de fond adjacent se différencie en les tissus de fond centraux (la moelle et le cortex) ; et le procambium se différencie en les tissus vasculaires (le xylème, le phloème et le cambium vasculaire). Le xylème et le phloème sont des tissus vasculaires conducteurs et de soutien, et le cambium vasculaire est un méristème latéral qui donne naissance aux tissus vasculaires secondaires, qui constituent le corps végétal secondaire.

Les méristèmes latéraux, appelés cambiums, courent le long des tiges et des racines des plantes vasculaires et produisent des tissus secondaires, qui se développent après qu’un organe végétal – ou une partie d’un organe végétal – a cessé de s’allonger. La croissance secondaire est essentiellement une augmentation de la circonférence. Le cambium vasculaire produit du xylème et du phloème secondaires, et le cambium du liège (phellogène) produit des cellules de liège, à partir desquelles se développe l’écorce externe. La figure 4 résume les schémas de croissance primaire et secondaire à partir des méristèmes apicaux des racines et des pousses. (Pour une discussion complète sur la croissance primaire et secondaire des plantes, voir ci-dessous Systèmes tissulaires : Tissu vasculaire.)

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