La croissance cellulaire est une déformation irréversible de la cellule. Celle-ci ne peut se réaliser que si sa paroi est susceptible de se déformer. Quelque soit la plasticité (potentialité de déformation irréversible) de la paroi, celle-ci ne peut s'exprimer que si la paroi est soumise à une pression ou à une tension. Expérimentalement, il est possible d'exercer une tension à l'aide d'un extensomètre. "In vivo", c'est la pression interne de la cellule ou pression de turgescence qui effectuera ce rôle. La pression de turgescence est fonction de la différence entre les potentiels hydriques interne et externe. Elle est en première approximation proportionnelle à la différence des pressions osmotiques interne et externe. Il est possible de faire varier la pression de turgescence d'une cellule en faisant varier la pression osmotique du milieu extérieur.

Trois états de la cellule en fonction de la pression osmotique externe : a : Le milieu est moins concentré que la vacuole de la cellule. L'eau a tendance à entrer dans la cellule. La cellule gonfle et exerce une pression sur la paroi (pression de turgescence). Si la paroi n'est pas plastique (cellule âgée), l'entrée d'eau s'arrête lorsque la contre pression exercée par la paroi est égale à la pression de turgescence. Si la paroi est plastique, elle se déforme sous l'effet de la pression de turgescence et la cellule grandit. b : Le milieu a la même concentration que la vacuole. Il n'y a aucun échange d'eau. La cellule n'exerce aucune pression sur la paroi. La pression de turgescence est nulle. C'est la plasmolyse limite. La croissance n'est pas possible. c : le milieu est plus concentré que la vacuole. L'eau à tendance à sortir de la cellule. C'est la plasmolyse.

 

Pour comprendre le rôle de facteurs comme la pression de turgescence, sur la croissance, il faut comparer des échantillons ayant des potentialités naturelles de croissance différentes. Les hypocotyles sont pour cela un bon matériel car ils présentent un gradient longitudinal de croissance bien défini.

Gradient de croissance de l'hypocotyle de soja établi par la variation des longueurs cellulaires (à gauche) et la vitesse de croissance spontanée de segments excisés (à droite). On constate que les cellules qui ont les plus fortes potentialités de croissance se situent dans la région sub-apicale (région b). Les cellules de la base (région f) ont terminé leur croissance naturelle.

 

Des segments d'hypocotyle de soja découpés dans les régions b (en croissance) et f (en fin de croissance) sont soumis à des milieux de concentrations variées en mannitol puis replacés dans de l'eau pure. Leurs changements de taille sont enregistrés en continu par un auxanomètre.

Voyons d'abord les réactions d'un échantillon prélevé dans la région f (croissance terminée) :

Déformations d'un échantillon non en croissance soumis à des milieux de concentrations variées en mannitol puis replacés dans de l'eau pure. La déformation est positive ou négative selon la concentration du milieu et se stabilise après deux heures. Lorsque les échantillons sont replacés dans de l'eau pure, ils atteignent tous la taille de celui qui était dans l'eau depuis le début de l'expérience.

 

 

Conclusion : Chez un échantillon non en croissance, les déformations observées sont réversibles et dépendent essentiellement des entrées et des sorties d'eau dues à la turgescence relative des cellules, provoquée par le potentiel hydrique du milieu.

Faisons la même expérience avec un échantillon en pleine croissance spontanée :

Lorsque l'auxine stimule l'augmentation de la plasticité pariétale, cela ne peut se traduire par une stimulation de croissance que si la cellule présente une turgescence supérieure à un seuil critique (Pression Critique de Turgescence).

 

Les aspects structuraux sont développés dans un autre document : la paroi primaire