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Les mouvements des végétaux
La réaction des plantes à la gravité (gravitropisme)

Vous trouverez ici un aperçu sommaire du gravitropisme et de son mécanisme.

Pour en savoir plus, accédez au dossier "GRAVITROPISME"

Le gravitropisme (appelé anciennement "géotropisme" avant que l'on aille sur la lune et dans l'espace pour goûter à l'ivresse de l'apesanteur) représente une réaction fondamentale des plantes à leur environnement.

Mise en évidence d'un gravitropisme négatif : hypocotyle de soja vert (Vigna Radiata(L) R. Wilczek ( Fabaceae))

Cette expérience, comme toutes celles qui concernent des tiges aériennes, est facile à réaliser car les échantillons protégés par leur cuticule résistent bien pendant plusieurs heures.

plantule de soja
plantule de vigna radiata
Une plantule de soja est couchée sur une feuille de papier filtre et maintenue dans cette position à l'aide d'une bandelette de toile adhésive (sparadrap) au niveau de la base de l'hypocotyle. Après 6heures, on constate que la plantule s'est redressée. la courbure a lieu au niveau de la base de la zone de croissance.

Pour voir ce phénomène en vidéo :

  • séquence A : faible définition, 160x120 pixels, 200 KO,
  • séquence B : meilleure définition, 320x240 pixels, 770 KO.

Mise en évidence d'un gravitropisme positif : racine de pois (Pisum sativum L. (Fabaceae))

Cette expérience est plus difficile à réaliser car la racine très fragile, non protégée par une cuticule, doit rester en atmosphère humide continuellement. Les photographies ont été réalisées en lumière verte pour éviter une réaction phototropique.

racine de pois
racine de pois
Deux photographies prises à 4 h d'intervalle d'une racine de germination de pois placée horizontalement.

Pour voir ce phénomène en vidéo :

  • séquence A : faible définition, 160x120 pixels, 80 KO,
  • séquence B : meilleure définition, 320x240 pixels, 190 KO.
  • Le mécanisme est une croissance différentielle sur les deux faces de l'organe qui se traduit par une courbure.
  • Le stimulus est un événement extérieur directionnel, ici la gravité,
  • La direction du mouvement dépend de la direction du stimulus. Le gravitropisme est négatif pour les tiges principales et positif pour les racines principales ou fasciculées. Il est intermédiaire (diagravitropisme) pour les rameaux et les racines secondaires.
  • Le mouvement n'est pas réversible puisque la croissance n'est pas réversible.
  • Le gravitropisme fait intervenir une régulation de la croissance induite principalement par une hormone : l'auxine. Comme celle-ci a un effet différent sur les tiges et les racines, ceci explique que les mêmes stimuli externes se traduisent par des réactions différentes selon les organes (par exemple, gravitropisme négatif des tiges et gravitropisme positif des racines).
  • Le gravitropisme représente une forme d'adaptation physiologique aux conditions variables du milieu. Cette adaptation est fondamentale pour les plantes qui sont des organismes fixés ne pouvant pas se déplacer. Le gravitropisme ne se manifeste par un mouvement apparent que lorsque la position de la plante est modifiée. En effet, sur la terre, la direction de la gravité est constante. Il n'en demeure pas moins que le port vertical des plantes, condition essentielle à leur développement sur la terre, est conditionné en continu par la perception de la gravité.

Grâce à l'expérience de Knight, on peut démontrer que c'est bien la gravité qui est le stimulus dirigeant le port vertical des plantes terrestres.

Dans les racines, on peut démontrer que la coiffe est le système récepteur de la gravité.

L'ablation de la coiffe d'une racine couchée supprime sa réaction gravitropique.

D'autres expériences montrent que l'auxine intervient et il est possible de réaliser un schéma de synthèse simple :

L'auxine, en provenance des jeunes tiges, circule de haut en bas dans le cylindre central des racines puis remonte dans la région corticale de manière symétrique mais en faible dose favorable à la croissance des racines.
Lorsque la racine est couchée horizontalement, le transport d'auxine est décalé dans le sens de la pesanteur au niveau de la coiffe. L'auxine remonte alors avec une plus forte concentration dans la région basse vers la zone de croissance.
L'auxine étant inhibitrice de la croissance des cellules de racine à forte concentration, la racine se courbe vers le bas.

Un mécanisme de même type doit exister chez les tiges et permettre un gravitropisme négatif par suite de l'action stimulante de l'auxine aux mêmes doses sur la croissance des cellules de tige. Les lieux de réception semblent actuellement moins bien définis.

Pour en savoir plus et comprendre en détail les mécanismes, voir le dossier : Gravitropisme


J.P. Rubinstein et R. Prat
 
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