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25.4C : L'évolution des racines des plantes sans pépins - Biologie

25.4C : L'évolution des racines des plantes sans pépins - Biologie


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Les racines soutiennent les plantes en les ancrant au sol, en absorbant l'eau et les minéraux et en stockant les produits de la photosynthèse.

Objectifs d'apprentissage

  • Expliquer comment les racines soutiennent les plantes

Points clés

  • Il existe deux principaux types de systèmes racinaires : les systèmes racinaires pivotants consistent en une racine principale qui pousse verticalement avec des racines latérales plus petites poussant à partir de la racine principale, tandis que les systèmes racinaires fibreux forment un réseau dense de racines près de la surface du sol.
  • Les racines peuvent être modifiées pour stocker de la nourriture ou des amidons et fournir un support supplémentaire aux plantes ; de nombreux légumes, comme les carottes, sont des racines modifiées.
  • Une zone de division cellulaire, une zone d'élongation et une zone de maturation et de différenciation constituent une pointe de racine, où les cellules radiculaires se divisent, se développent et se différencient en cellules spécialisées.
  • Le système vasculaire des racines est entouré d'un épiderme, qui régule les matériaux qui pénètrent dans le système vasculaire de la racine.

Mots clés

  • endoderme: dans une tige ou une racine de plante, un cylindre de cellules qui sépare le cortex externe du noyau central et contrôle le flux d'eau et de minéraux à l'intérieur de la plante
  • subérine: un matériau cireux trouvé dans l'écorce qui peut repousser l'eau
  • péricycle: dans une racine de plante, le cylindre de tissu végétal entre l'endoderme et le phloème

Racines : Soutien à la plante

Les racines ne sont pas bien conservées dans les archives fossiles. Néanmoins, il semble que les racines soient apparues plus tard dans l'évolution que le tissu vasculaire. Le développement d'un vaste réseau de racines représentait une nouvelle caractéristique importante des plantes vasculaires. Les racines assuraient aux plantes à graines trois fonctions principales : ancrer la plante au sol, absorber l'eau et les minéraux et les transporter vers le haut, et stocker les produits de la photosynthèse. Surtout, les racines sont modifiées pour absorber l'humidité et échanger des gaz. De plus, alors que la plupart des racines sont souterraines, certaines plantes ont des racines adventives, qui émergent au-dessus du sol à partir de la pousse.

Types de systèmes racinaires

Il existe principalement deux types de systèmes racinaires. Les dicotylédones (plantes à fleurs avec deux feuilles de graines embryonnaires) ont un système de racines pivotantes tandis que les monocotylédones (plantes à fleurs avec une feuille de graines embryonnaires) ont un système de racines fibreuses. Un système de racine pivotante a une racine principale qui pousse verticalement à partir de laquelle de nombreuses racines latérales plus petites émergent. Les pissenlits sont un bon exemple ; leurs racines pivotantes se cassent généralement en essayant d'arracher ces mauvaises herbes; ils peuvent repousser une autre pousse à partir de la racine restante.

Un système de racines pivotantes pénètre profondément dans le sol. En revanche, un système racinaire fibreux est situé plus près de la surface du sol, formant un réseau dense de racines qui aide également à prévenir l'érosion du sol (les graminées à gazon en sont un bon exemple, tout comme le blé, le riz et le maïs). De plus, certaines plantes ont en fait une combinaison de racines pivotantes et de racines fibreuses. Les plantes qui poussent dans des zones sèches ont souvent des systèmes racinaires profonds, tandis que les plantes qui poussent dans des zones avec une eau abondante ont tendance à avoir des systèmes racinaires moins profonds.

Croissance des racines et anatomie

La croissance des racines commence avec la germination des graines. Lorsque l'embryon végétal émerge de la graine, la radicule de l'embryon forme le système racinaire. L'extrémité de la racine est protégée par la coiffe racinaire, une structure exclusive aux racines et différente de toute autre structure végétale. Le capuchon racinaire est continuellement remplacé car il s'endommage facilement lorsque la racine pousse à travers le sol. L'extrémité de la racine peut être divisée en trois zones : une zone de division cellulaire, une zone d'élongation et une zone de maturation et de différenciation. La zone de division cellulaire est la plus proche de la pointe de la racine ; il est constitué des cellules en division active du méristème racinaire. La zone d'allongement est l'endroit où les cellules nouvellement formées augmentent en longueur, allongeant ainsi la racine. À partir du premier poil racinaire se trouve la zone de maturation cellulaire où les cellules racinaires commencent à se différencier en types cellulaires spéciaux. Les trois zones se trouvent dans le premier centimètre environ de la pointe de la racine.

Le tissu vasculaire de la racine est disposé dans la partie interne de la racine, appelée cylindre vasculaire. Une couche de cellules, appelée endoderme, sépare le tissu vasculaire du tissu broyé dans la partie externe de la racine. L'endoderme est exclusif aux racines, servant de point de contrôle pour les matériaux entrant dans le système vasculaire de la racine. Une substance cireuse appelée subérine est présente sur les parois des cellules endodermiques. Cette région cireuse, connue sous le nom de bande casparienne, force l'eau et les solutés à traverser les membranes plasmiques des cellules endodermiques au lieu de glisser entre les cellules. Cela garantit que seuls les matériaux nécessaires à la racine passent à travers l'endoderme, tandis que les substances toxiques et les agents pathogènes sont généralement exclus. La couche cellulaire la plus externe du tissu vasculaire de la racine est le péricycle, une zone qui peut donner naissance à des racines latérales. Dans les racines dicotylédones, le xylème et le phloème de la stèle sont disposés alternativement en forme de X, tandis que dans les racines monocotylédones, le tissu vasculaire est disposé en anneau autour de la moelle.

Modifications de racine

Les structures racinaires peuvent être modifiées à des fins spécifiques. Par exemple, certaines racines sont bulbeuses et stockent de l'amidon. Les racines aériennes et les racines d'appui sont deux formes de racines aériennes qui fournissent un support supplémentaire pour ancrer la plante. Les racines pivotantes, telles que les carottes, les navets et les betteraves, sont des exemples de racines modifiées pour le stockage des aliments.


Tissu vasculaire : Xylem et Phloem

Les premiers fossiles qui montrent la présence de tissu vasculaire datent de la période silurienne, il y a environ 430 millions d'années. La disposition la plus simple des cellules conductrices montre un motif de xylème au centre entouré de phloème. Le xylème est le tissu responsable du stockage et du transport à longue distance de l'eau et des nutriments, ainsi que du transfert des facteurs de croissance hydrosolubles des organes de synthèse vers les organes cibles. Le tissu se compose de cellules conductrices, appelées trachéides, et de tissu de remplissage de soutien, appelé parenchyme. Les cellules conductrices de Xylem incorporent la lignine composée dans leurs parois et sont donc décrites comme lignifiées. La lignine elle-même est un polymère complexe qui est imperméable à l'eau et confère une résistance mécanique au tissu vasculaire. Avec leurs parois cellulaires rigides, les cellules du xylème apportent un support à la plante et lui permettent d'atteindre des hauteurs impressionnantes. Les plantes hautes ont un avantage sélectif en étant capables d'atteindre la lumière du soleil non filtrée et de disperser leurs spores ou leurs graines plus loin, élargissant ainsi leur aire de répartition. En poussant plus haut que les autres plantes, les grands arbres projettent leur ombre sur les plantes plus courtes et limitent la compétition pour l'eau et les nutriments précieux dans le sol.

Le phloème est le deuxième type de tissu vasculaire qui transporte les sucres, les protéines et d'autres solutés dans toute la plante. Les cellules du phloème sont divisées en éléments tamis (cellules conductrices) et en cellules qui supportent les éléments tamis. Ensemble, les tissus du xylème et du phloème forment le système vasculaire des plantes.


Plantes sans pépins

Un large éventail de plantes sans pépins peuplent et prospèrent encore dans le monde aujourd'hui, en particulier dans les environnements humides.

Les périodes géologiques du Paléozoïque sont marquées par des changements dans la vie végétale qui habitait la terre.

Des plantes adaptées à l'environnement terrestre en voie de déshydratation grâce au développement de nouvelles structures physiques et de nouveaux mécanismes de reproduction.

Les sporophytes (2n) subissent une méiose pour produire des spores qui se développent en gamétophytes (1n) qui subissent une mitose.

Les plantes ont développé une série d'organes et de structures pour faciliter la vie sur la terre ferme indépendamment d'une source d'eau constante.

Les plantes terrestres, ou embryophytes, sont classées selon la présence ou l'absence de tissu vasculaire et leur mode de reproduction (avec ou sans graines).


Voir la vidéo: tige dicotyledone angiosperme cormophyte partie1 (Février 2023).