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Les mouvements des végétaux
Les mouvements révolutifs : nutations et circumnutations

La première version de ce document a été réalisée au cours d'un stage de DEUG par Perrine Monjaux.
Ce sont des mouvement de croissance autonomes relativement indépendants de l'environnement. Les mouvements hélicoïdaux de l'apex des plantes en croissance (nutation) concernent tous les apex de tige ou de racine et prennent une importance considérable chez les plantes volubiles (circumnutation).

observations

Analyse

Mesure

Observations

1er exemple : croissance du coléoptile de maïs (Zea mays L. (Graminées)).

Les coléoptiles de graminées (organes à croissance définie) ne possèdent pas d'apex méristématique, mais une zone d'élongation cellulaire maximale.

coléoptile de maïs
coléoptile de maïs
coléoptile de maïs
coléoptile de maïs
Quatre photographies successives d'un coléoptile de maïs en croissance (1 heure environ sépare chaque image). Le coléoptile est animé d'un mouvement hélicoïdal discret. On le voit ici osciller de droite à gauche. On voit que ce phénomène est lié à la croissance puisque l'on constate que de la première à la dernière image, le coléoptile s'est allongé.

Pour voir ce phénomène en vidéo :

  • séquence A : faible définition, 160x120 pixels, 120 KO,
  • séquence B : meilleure définition, 320x240 pixels, 275 KO.

2ème exemple : croissance d'un jeune pied de petit pois (Pisum sativum L. (Fabaceae)).

La tige de petit pois possède naturellement un apex méristématique qui est caché ici par les stipules des dernières feuilles. Les derniers entre-noeuds n'ont pas terminé leur croissance qui est localisée au niveau d'une zone d'élongation maximale. L'ensemble de la tige est animé d'un mouvement hélicoïdal.

pisum sativum
pisum sativum
pisum sativum
Trois photographies prises à 30 minutes environ d'intervalle. On observe une oscillation de droite à gauche qui, vue de dessus apparaîtrait comme un mouvement circulaire.

Pour voir ce phénomène en vidéo :

  • séquence A : faible définition, 160x120 pixels, 110 KO,
  • séquence B : meilleure définition, 320x240 pixels, 220 KO.

Ces mouvements sont dus au fait que le maximum de vitesse de croissance au niveau de la zone de croissance affecte en un instant donné une génératrice. Cette vitesse maximale atteint successivement et régulièrement toutes les génératrices. La conjonction de ce déplacement rotatif de la zone maximale de croissance et du déplacement linéaire dû à la croissance moyenne crée ce déplacement hélicoïdal.

Signification : pour les racines et les apex caulinaires de germinations enfouies dans la terre, on peut penser que ce mouvement permet à l'apex de se "visser" dans le milieu et donc d'éviter les agressions dues aux variations de dureté de celui-ci. Pour le petit pois, à ce stade, la signification de ce mouvement n'est pas évidente. Cependant le petit pois va grandir, les mouvements s'amplifier et joueront ensuite un rôle évident dans l'accrochage à un tuteur.

Ces mouvements révolutifs de grande amplitude chez les plantes volubiles sont appelés mouvements de circumnutation. On considère alors qu'ils constituent un mouvement d'exploration de l'espace qui donne à la plante une probabilité plus forte de trouver un support. Dans beaucoup de cas, le contact avec un support provoquera un tropisme de contact qui permettra de s'enrouler soidement à celui-ci.

3ème exemple : circumnutation du 2ème entre-noeud d'une germination de haricot d'Espagne grimpant (Phaseolus coccineus L. ou P.multiflorus L. (Fabaceae)).

Le premier entre-noeud ne manifeste pas de mouvements importants et porte deux feuilles bien développées. Le deuxième entre-noeud (et les suivants) présentent une croissance en longueur importante et un développement réduit des feuilles. A ce stade, ils présentent un mouvement hélicoïdal de grande amplitude. Chez ce jeune haricot, le deuxième entre-noeud effectue un tour de spire de 3 à 4 centimètres d'amplitude en 1 heure 30 minutes. Chez des plantes plus agées, la révolution peut atteidre 30 centimètres pendant le même temps.

haricot d'Espagne
haricot d'Espagne
haricot d'Espagne

Trois photographies prises à 30 minutes environ d'intervalle. On constate deux phénomènes :

  • un déplacement hélicoïdal important de la flèche,
  • un mouvement pendulaire des feuilles.

Pour voir ce phénomène en vidéo :

  • séquence A : faible définition, 160x120 pixels, 350 KO,
  • séquence B : meilleure définition, 320x240 pixels, 1 MO.

Cet exemple nous montre, en plus des mouvements de nutation révolutifs, des mouvements latéraux variés. Ici, les deux premières feuilles se redressent puis s'abaissent avec une période d'environ 1h30. Ces mouvements pendulaires existent chez de nombreuses plantes mais leur signification nous échappe.

4ème exemple : la circumnutation d'une tige de liseron (Convolvulus arvensis (Convolvulacées)).

L'extrémité de la tige principale, souvent appelée "flèche", est constituée d'entre-noeuds très grands à croissance très rapide. Les feuilles, par contre, ont un développement très réduit. Le mouvement permet d'explorer de manière aléatoire un espace très vaste.

tige de liseron
tige de liseron
tige de liseron
tige de liseron
Le mouvement d'une tige de liseron est très rapide. 1 heure sépare ces 4 photographies.

Pour voir ce phénomène en vidéo :

  • séquence A : faible définition, 160x120 pixels, 350 KO,
  • séquence B : meilleure définition, 320x240 pixels, 1 MO.

Si, par hasard, cette tige effleure un support (tuteur artificiel, branche d'une autre plante ou autre tige de son propre individu), des réactions remarquables se mettront en place, voir : haptotropisme.

5ème exemple : la circumnutation d'une vrille

Les vrilles ont des origines variées. Dans le cas du Cobée (Cobea scandens (Polemoniacées)) par exemple, la vrille est formée par des feuilles réduites aux nervures et transformées en systèmes d'accrochage.

vrille de cobée
vrille de cobea
cobea

Trois photographies prises à 20 minutes environ d'intervalle. On constate deux phénomènes :

  • un déplacement hélicoïdal important de la flèche,
  • un mouvement pendulaire des feuilles.

Remarquons que le mouvement est indépendant de la présence du support. Ici, malgré la proximité du tuteur, le mouvement de circumnutation n'a pas permis d'effleurer celui-ci et aucune réaction d'accrochage ne s'est manifestée.

Pour voir ce phénomène en vidéo :

  • séquence A : faible définition, 160x120 pixels,115 KO,
  • séquence B : meilleure définition, 320x240 pixels, 250 KO.

Le mouvement observé est typiquement une circumnutation (mouvement hélicoïdal de grande amplitude). Ce mouvement peut être considéré comme un "mouvement d'exploration". Dans l'exemple décrit ici, la vrille n'a pas effleuré le support. Lorsque l'organe touche un support, le contact provoque plusieurs réactions :

  • un enroulement serré autour du support dû à un tropisme (voir haptotropisme),
  • une réaction de rétraction par un phénomène d'enroulement hélicoïdal. C'est dans ce cas que la vrille mérite son nom.


J.P. Rubinstein et R. Prat
 
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