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Structure et croissance de la racine
01-L'expérience de Sachs


L'expérience de Sachs est une des plus classiques et a été reprise dans tous les ouvrages de physiologie végétale. Elle permet de préciser à quel niveau de la racine se situe la croissance maximale. Elle consiste à marquer une racine à l'aide de traits équidistants et à observer, après un certain temps (24 heures dans l'expérience originale), comment se sont déplacées les marques. Cette expérience, facile à réaliser, est souvent difficile à interpréter par suite des variations individuelles de croissance des racines utilisées dans l'expérimentation.

Une jeune racine de potimarron est marquée par des repères approximativement équidistants (1 mm). Elle est photographiée toutes les 15 minutes pendant 20 heures et la séquence photographique est transformée en séquence video (logiciel QuickTime).

Début de l'expérience
Fin de l'expérience après 20 heures
Séquence vidéo

On note un comportement curieux de la racine dans les premiers temps de l'enregistrement. Celle ci progresse de manière plus ou moins hélicoïdale. Les deux premières heures d'enregistrement ne permettrons pas de réaliser des mesures fiables.
Les photographies réalisées chaque heure sont réunies dans une séquence graphique :

Croissance de la racine : séquence graphique.

  • On constate que dans cette expérience, la croissance est approximativement linéaire de 2 heures à 20 heures
  • Toutes les marques n'évoluent pas de la même façon
  • En conséquence, les intervalles situés entre les marques présentent des comportements de croissance différents. Par exemple, l'intervalle situé entre les marques 5 et 6 grandit au début alors que l'intervalle situé entre les marques 6 et 7 grandit seulement après la 10ème heure.

L'analyse classique de l'expérience est la suivante :

La croissance des différents intervalles marqués par les repères au temps 0 est reportée sur un graphique. On en conclue que ce sont les intervalles 6-7 puis 5-6 qui ont le plus grandi.

Critique de l'interprétation

Ce sont bien ces intervalles qui ont grandi après 20 heures mais ce ne sont pas nécessairement eux qui grandissaient au temps 0. En effet, l'intervalle 6-7 qui se trouvait entre 1 et 2 mm de la pointe de la racine (au temps 0) se trouve entre le 3ème et le 11ème mm (au temps 20 heures).

Pour connaître la croissance instantanée d'un niveau, il faut donc faire intervenir un autre facteur, le déplacement. Pour cela, la position des marques a été mesurée sur un logiciel de dessin (à fort grossissement (précision vérifiée : 0,1 mm) puis les valeurs ont été reporées sur un tableur (Excel) et différentes courbes réalisées.

Position des marques en fonction du temps.
La marque 1 située près du collet ne varie pas et est prise comme origine. La marque 8 est celle située près de la pointe. On retrouve les comportements de déplacement mis en évidence dans les photographies.

Les marques situées près du collet ne se déplacent pas. Pour simplifier les graphes, seules les marques 4 à 8, sub terminales seront prises en considération.

taille des intervalles en fonction de la durée de la mesure.

  • L'intervalle le plus distant de la pointe (4-5) grandit au début puis a cessé sa croissance à 10 heures.
  • L'intervalle suivant (5-6) grandit au début puis a cessé sa croissance à 16 heures.
  • L'intervalle sub terminal (6-7) ne grandit pas au début puis a accéléré sa croissance.
  • L'intervalle le plus proche de la pointe (7-8) commence seulement à grandir à partir de 14 heures.

Si l'on regarde maintenant la croissance en fonction de la position des intervalles :

Profil de croissance de la racine en fonction de la position d'origine des intervalles.
Plus le temps d'observation est long, plus l'intervalle qui apparait avoir le plus grandi est près de la pointe.

Ainsi, dans une expérience effectuée en temps long (20-24 heures), le maximum de croissance apparait subterminal (entre 1 et 2 mm de la pointe de la racine) alors que dans une expérience réalisée en temps court (ici 6 heures), le maximum de croissance semble affecter une zone plus éloignée de la pointe (entre le 3ème et le 4ème mm). Bien que les mesures de croissance immédiates soient difficiles à réaliser (1 heure ou moins), on peut prédire, par extrapolation, que la zone de croissance maximum se trouve pour cet échantillon à 5-6 mm de la pointe plutôt qu'à 1-2 mm comme les expériences classiques de Sachs le laissaient prévoir. Ces considérations sont d'ailleurs tout à fait en accord avec les observations cytologiques.

Roger Prat, J.P.Rubinstein
 
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