Objectif : L'architecture d'une plante, son aspect
extérieur, résulte de la croissance et de la
ramification des tiges et des racines. La vitesse de croissance
d'une tige de bambou atteint jusqu'à soixante
centimètres par jour. Une jeune racine de maïs
produit près de 20 000 nouvelles cellules à
l'heure. Où les zones de croissance en longueur des tiges
et des racines sont-elles localisées ? Comment
fonctionne la morphogenèse végétale,
phénomène qui associe division, élongation
et différenciation cellulaire ?
1. Caractéristiques de la croissance d'une plante
a. Croissance en longueur
Dès la germination, la petite racine, appelée
radicule, grandit pour former la racine principale. Elle
s'allonge à partir de son extrémité
contenant
un méristème, et s'enfonce dans le
sol.
La jeune tige de l'embryon se développe en tige
principale à partir d'un bourgeon apical
(situé à l'extrémité). Cette tige
est formée de nœuds (zones d'insertion des
feuilles) et d'entre-nœuds (segments dépourvus de
feuilles).
Un bourgeon axillaire est situé à
l'aisselle du point d'insertion de chaque feuille. Les rameaux
secondaires poussent à partir des bourgeons axillaires.
Chaque bourgeon contient un méristème.
En zone de climat tempéré, dans la plupart des
espèces végétales, les feuilles ont une
durée de vie limitée. Par contre les bourgeons
sont des structures permanentes ayant un fonctionnement
discontinu. En hiver, abrité par des écailles
protectrices, ils mènent une vie ralentie.
De l'activité des bourgeons dépend le port du
végétal. Elle est liée non seulement aux
caractéristiques génétiques de
l'espèce, mais aussi aux conditions environnementales
(température, humidité, vent...).
b. Croissance en épaisseur
La croissance en longueur s'accompagne d'une croissance en
épaisseur, particulièrement importante chez les
plantes qui vivent plusieurs années. Pour les arbres, la
tige principale se transforme progressivement en tronc.
c. La croissance des végétaux est indéfinie
et orientée
Les végétaux croissent pendant toute leur
vie ; la croissance végétative est
indéfinie.
Les tiges en croissance ne s'allongent pas uniquement de
manière rectiligne : par exemple, pour les
plantes grimpantes l'extrémité de la tige
décrit une spirale ; la croissance est
orientée.
2. Le fonctionnement des méristèmes
a. Divisions cellulaires et différenciation
L'observation de la partie sub-terminale de jeunes racines ou de
jeunes tiges révèle la présence de cellules
de petite taille, capables de se diviser activement, qui
correspondent aux méristèmes. Dans la racine, les
divisions cellulaires se situent dans un lieu caché par
une coiffe protectrice.
Les cellules
méristématiques sont indifférenciées,
c'est-à-dire qu'elles peuvent donner naissance à
n'importe quel type de cellules du végétal.
La croissance en longueur résulte de la combinaison de
deux phénomènes: la mérèse et
l'auxèse. Le premier correspond à une
augmentation du nombre de cellules et le second à une
augmentation de la taille des cellules produites.
b. Un contrôle par les gènes et par l'environnement
La mise en place des organes dans un végétal est
contrôlée par des gènes du
développement comme chez les animaux. Par exemple, le
gène stm (shootmeristemless), un gène
homéotique, induit la conservation de l'état
méristématique des cellules. Le gène clv
(clavata) favorise leur différenciation : les
mutants clavata ont un méristème
anormalement grand, d'une taille mille fois supérieure
à celle d'un méristème normal, ce qui
provoque une augmentation du nombre de feuilles.
L'essentiel
La croissance correspond à l'augmentation au cours du
temps de caractères mesurables tels que la taille et la
masse. Chez les plantes, elle se traduit par un allongement des
tiges et des racines. Les différents organes sont mis en
place à partir des méristèmes,
massifs cellulaires pérennes, situés aux
extrémités des tiges et des racines, capables de
produire de nombreuses divisions cellulaires. A
l'échelle cellulaire, la croissance résulte de
deux phénomènes : une augmentation du
nombre des cellules (mérèse) et un
accroissement de la taille des cellules (auxèse).