La croissance d'une plante - Maxicours

La croissance d'une plante

Objectifs
  • Définir la notion de méristème.
  • Décrire les étapes de la croissance d’une racine.
  • Comprendre le rôle des phytohormones dans l’allongement cellulaire.
  • Décrire l’organisation d’un bourgeon.
  • Comprendre le rôle du cambium dans la croissance de la tige.
Points clés
  • La croissance des plantes se fait à partir des méristèmes, des massifs de cellules embryonnaires qui se divisent activement.
  • Avant de se différencier, les cellules s’allongent sous l’effet de la pression turgescente appliquée par la vacuole centrale qui se gorge d’eau.
  • Puis, chaque cellule se différencie afin d’assurer une fonction précise dans l’organisme pluricellulaire.
  • Les méristèmes sont localisés à différents endroits de la plante :
    • le méristème racinaire à l’extrémité de chaque racine assure la croissance des racines ;
    • les méristèmes caulinaires, dans les bourgeons, assurent la croissance de la tige ;
    • les méristèmes secondaires, tels que le cambium, assurent la croissance en épaisseur de la plante.
  • Cette croissance est sous le contrôle de phytohormones végétales qui sont produites au niveau des méristèmes et diffuses dans l’organisme.
Pour bien comprendre
  • Organisme pluricellulaire et cellule spécialisée
    Cf fiche : Des organismes pluricellulaires : les végétaux (2de)
  • Organisation fonctionnelle d’une plante

Chaque plante est organisée en deux systèmes :

  • le système racinaire qui permet de prélever dans le sol l’eau et les sels minéraux ;
  • le système caulinaire constitué d’une tige, lignifiée ou non, qui portent les feuilles, les bourgeons et les fleurs. Il permet à la plante de puiser dans  son environnement l’énergie et la matière minérale (CO2) pour réaliser la photosynthèse, de réaliser les échanges gazeux nécessaires à sa respiration et de se reproduire.

Ces deux systèmes sont capables de croitre à l’infini en fonction des conditions du milieu.

1. La croissance racinaire

Le système racinaire des végétaux présente la capacité de s’étendre dans le sol en réponse aux conditions du milieu. Plus le milieu est carencé ou pauvre en eau, plus le système racinaire se développe pour optimiser les surfaces d’échanges avec le sol.

Si l’on marque à l’encre de Chine des racines en cours de croissance, on peut mettre en évidence une zone située à l’extrémité des racines où a lieu leur élongation.

L’observation au microscope de cette zone montre que l’élongation est due à l’allongement des cellules végétales et non à leur multiplication.

En fait, à l’extrémité de chaque racine, on peut mettre en évidence trois zones cellulaires :

  • Le méristème apical racinaire
    Il est constitué d’un amas de cellules embryonnaires indifférenciées de petite taille et est le siège d’une division cellulaire active et infinie.
  • La zone d’élongation cellulaire
    L’allongement des cellules est dû à la pression de turgescence appliquée sur les parois végétales par la vacuole centrale qui se remplit d’eau. Durant ce processus, la paroi initialement formée de pectines s’enrichit en cellulose et se rigidifie.
  • La zone de différenciation cellulaire
    On voit notamment se mettre en place les poils absorbants, cellules spécialisées dans l'absorption de l’eau et des sels minéraux.

La croissance racinaire est soumise à la force de gravité.
On constate que quelle que soit l’orientation de la plantule en croissance, sa racine se dirige toujours vers le bas. Ceci est dû à la présence d’organites spécialisés, les amyloplastes, qui sont abondants dans les cellules de la coiffe positionnée à l’extrémité de la racine. Très denses, ils se répartissent dans la cellule en fonction de la gravité.



Le plantule est positionné à l’horizontale au bout de 4 jours de croissance.

Les hormones végétales interviennent dans ce processus en favorisant l’allongement ou non des cellules.

Les cytokinines sont concentrées normalement à l’apex de la racine et bloquent l’allongement des cellules. Si la racine est positionnée à l’horizontale, les cytokinines se retrouvent concentrées à la base de la racine et bloquent l’allongement des cellules alors que ces dernières s’allongent au sommet. Ceci conduit à l’incurvation de la racine qui poursuit sa croissance à la verticale.

La présence de cytokinines est mise en évidence dans une extrémité de racine en croissance lorsqu’elle est cultivée à la verticale puis à l’horizontale.

À l’inverse, l’auxine stimule l’élongation cellulaire sauf lorsqu’elle est combinée avec une forte concentration de cytokinine.

2. La croissance caulinaire
a. La croissance en longueur

La tige est constituée par une superposition d’unités appelées phytomères. Chaque phytomère comprend un entre-nœud et un nœud, au niveau duquel se trouve un bourgeon axillaire et une feuille. Au sommet de la tige se trouve le bourgeon apical.

L’étude de la croissance d’une tige montre que la croissance est inégale entre les entre-nœuds : certains s’allongent tandis que d’autres non.

La croissance de la tige est due à des phytohormones produites au niveau du bourgeon apical, notamment l’auxine qui induit, sous certaines conditions de concentration, l’allongement des cellules.

Le bourgeon apical présente la même organisation que le phytomère. Il renferme en son sommet une zone ou les cellules embryonnaires se divisent activement : c’est le méristème apical caulinaire. Il est entouré de deux ébauches foliaires, sièges aussi d’une division active des cellules et de la production d’auxine.

b. La croissance en épaisseur

La croissance en longueur s’accompagne toujours d’une croissance en épaisseur des tiges et racines. Elle est à l’origine de la production du bois.

Cette croissance en épaisseur est visible à l’œil nu sous la forme de cernes, couches concentriques observées en coupe transversale d’un tronc par exemple.

Au niveau d’un tronc, les cernes les plus récentes sont les plus externes. Chacune se met en place à partir d’un tissu méristématique appelé cambium. Ce dernier est situé entre le xylème et le phloème. Les cellules du cambium se divisent puis se différencient pour donner naissance au phloème sur sa face externe et au xylème sur sa face interne.

Au cours de leur différenciation, les parois des tissus conducteurs, notamment le xylème, s’enrichissent en lignine, polymère qui favorise la rigidification et l'imperméabilisation des parois végétales. Ce tissu différencié est à l’origine du bois.

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