Développement des plantes

Une plante vasculaire commence à partir d’un zygote unicellulaire, formé par la fécondation d’un ovule par un spermatozoïde. À partir de ce point, il commence à se diviser pour former un embryon de plante par le processus d’embryogenèse. Au cours de ce processus, les cellules résultantes s’organisent de telle sorte qu’une extrémité devient la première racine tandis que l’autre extrémité forme l’extrémité de la pousse. Chez les plantes à graines, l’embryon développera une ou plusieurs « feuilles de graine » (cotylédons). À la fin de l’embryogenèse, la jeune plante aura toutes les parties nécessaires pour commencer dans sa vie.

Une fois que l’embryon germe de sa graine ou de la plante mère, il commence à produire des organes supplémentaires (feuilles, tiges et racines) par le processus d’organogenèse. De nouvelles racines poussent à partir de méristèmes racinaires situés à l’extrémité de la racine, et de nouvelles tiges et feuilles poussent à partir de méristèmes de pousses situés à l’extrémité de la pousse. La ramification se produit lorsque de petites touffes de cellules laissées par le méristème, et qui n’ont pas encore subi de différenciation cellulaire pour former un tissu spécialisé, commencent à se développer comme l’extrémité d’une nouvelle racine ou d’une nouvelle pousse. La croissance à partir d’un tel méristème à l’extrémité d’une racine ou d’une pousse est appelée croissance primaire et entraîne l’allongement de cette racine ou pousse. La croissance secondaire entraîne l’élargissement d’une racine ou d’une pousse à partir de divisions de cellules dans un cambium.

En plus de la croissance par division cellulaire, une plante peut croître par élongation cellulaire. Cela se produit lorsque des cellules individuelles ou des groupes de cellules s’allongent. Toutes les cellules végétales ne croissent pas à la même longueur. Lorsque les cellules d’un côté d’une tige poussent plus longtemps et plus rapidement que les cellules de l’autre côté, la tige se courbe du côté des cellules à croissance plus lente. Cette croissance directionnelle peut se produire via la réponse d’une plante à un stimulus particulier, comme la lumière (phototropisme), la gravité (gravitropisme), l’eau, (hydrotropisme) et le contact physique (thigmotropisme).

La croissance et le développement des plantes sont médiés par des hormones végétales spécifiques et des régulateurs de croissance des plantes (RGP) (Ross et al. 1983). Les niveaux d’hormones endogènes sont influencés par l’âge de la plante, la résistance au froid, la dormance et d’autres conditions métaboliques ; la photopériode, la sécheresse, la température et d’autres conditions environnementales externes ; et les sources exogènes de PGR, par exemple, appliquées de l’extérieur et d’origine rhizosphérique.

Variation morphologique pendant la croissanceModifier

Les plantes présentent une variation naturelle de leur forme et de leur structure. Alors que tous les organismes varient d’un individu à l’autre, les plantes présentent un type de variation supplémentaire. Au sein d’un même individu, des parties sont répétées qui peuvent différer en forme et en structure d’autres parties similaires. Cette variation est plus facilement visible dans les feuilles d’une plante, bien que d’autres organes tels que les tiges et les fleurs puissent présenter une variation similaire. Il existe trois causes principales de cette variation : les effets de position, les effets environnementaux et la juvénilité.

Il existe une variation entre les parties d’une plante mature résultant de la position relative où l’organe est produit. Par exemple, le long d’une nouvelle branche, les feuilles peuvent varier selon un modèle cohérent le long de la branche. La forme des feuilles produites près de la base de la branche diffère des feuilles produites à l’extrémité de la plante, et cette différence est cohérente d’une branche à l’autre sur une plante donnée et dans une espèce donnée.

La façon dont les nouvelles structures mûrissent au fur et à mesure qu’elles sont produites peut être affectée par le moment de la vie des plantes où elles commencent à se développer, ainsi que par l’environnement auquel les structures sont exposées. La température a une multiplicité d’effets sur les plantes en fonction de divers facteurs, notamment la taille et l’état de la plante ainsi que la température et la durée d’exposition. Plus la plante est petite et succulente, plus elle est susceptible d’être endommagée ou de mourir à cause de températures trop élevées ou trop basses. La température affecte le rythme des processus biochimiques et physiologiques, les taux augmentant généralement (dans certaines limites) avec la température.

On parle de juvénilité ou d’hétéroblastie lorsque les organes et les tissus produits par une jeune plante, comme un semis, sont souvent différents de ceux produits par la même plante lorsqu’elle est plus âgée. Par exemple, les jeunes arbres produiront des branches plus longues et plus maigres qui poussent davantage vers le haut que les branches qu’ils produiront à l’âge adulte. En outre, les feuilles produites au début de la croissance ont tendance à être plus grandes, plus fines et plus irrégulières que les feuilles de la plante adulte. Les spécimens de plantes juvéniles peuvent avoir un aspect si différent des plantes adultes de la même espèce que les insectes pondeurs ne reconnaissent pas la plante comme nourriture pour leurs petits. La transition entre les formes de croissance précoce et tardive est appelée  » changement de phase végétative « ,mais il existe un désaccord sur la terminologie.

Structures adventicesModifié

Les structures végétales, y compris, les racines, les bourgeons et les pousses, qui se développent dans des endroits inhabituels sont appelées adventices. De telles structures sont courantes chez les plantes vasculaires.

Les racines et les bourgeons adventifs se développent généralement à proximité des tissus vasculaires existants afin qu’ils puissent se connecter au xylème et au phloème. Cependant, l’emplacement exact varie considérablement. Dans les jeunes tiges, les racines adventives se forment souvent à partir du parenchyme situé entre les faisceaux vasculaires. Dans les tiges à croissance secondaire, les racines adventives prennent souvent naissance dans le parenchyme du phloème, près du cambium vasculaire. Dans les boutures de tiges, les racines adventives proviennent parfois aussi des cellules du cal qui se forment à la surface de la coupe. Les boutures de feuilles du Crassula forment des racines adventives dans l’épiderme.

Bourgeons et poussesEdit

Les bourgeons adventifs se développent à partir d’autres endroits qu’un méristème apical de pousse, qui se produit à l’extrémité d’une tige, ou sur un nœud de pousse, à l’aisselle de la feuille, le bourgeon étant laissé là pendant la croissance primaire. Ils peuvent se développer sur les racines ou les feuilles, ou sur les pousses comme une nouvelle croissance. Les méristèmes apicaux des pousses produisent un ou plusieurs bourgeons axillaires ou latéraux à chaque nœud. Lorsque les tiges produisent une croissance secondaire considérable, les bourgeons axillaires peuvent être détruits. Des bourgeons adventifs peuvent alors se développer sur les tiges présentant une croissance secondaire.

Les bourgeons adventifs sont souvent formés après que la tige a été blessée ou taillée. Les bourgeons adventifs permettent de remplacer les branches perdues. Des bourgeons et des pousses adventives peuvent également se développer sur des troncs d’arbres matures lorsqu’un tronc ombragé est exposé à la lumière vive du soleil parce que les arbres environnants sont coupés. Les séquoias (Sequoia sempervirens) développent souvent de nombreux bourgeons adventifs sur leurs troncs inférieurs. Si le tronc principal meurt, un nouveau tronc germe souvent à partir de l’un des bourgeons adventifs. De petits morceaux de troncs de séquoias sont vendus comme souvenirs sous le nom de  » billes de séquoias « . On les place dans une casserole d’eau, et les bourgeons adventifs germent pour former des pousses.

Certaines plantes développent normalement des bourgeons adventifs sur leurs racines, qui peuvent s’étendre assez loin de la plante. Les pousses qui se développent à partir des bourgeons adventifs sur les racines sont appelées drageons. Ils constituent un type de reproduction végétative naturelle chez de nombreuses espèces, par exemple de nombreuses graminées, le peuplier faux-tremble et le chardon des champs. Le peuplier faux-tremble de Pando est passé d’un tronc à 47 000 troncs via la formation de bourgeons adventifs sur un seul système racinaire.

Certaines feuilles développent des bourgeons adventifs, qui forment ensuite des racines adventives, dans le cadre de la reproduction végétative ; par exemple, la plante à dos de cochon (Tolmiea menziesii) et la mère des milliers (Kalanchoe daigremontiana). Les plantules adventices tombent ensuite de la plante mère et se développent comme des clones séparés de la plante mère.

L’écussonnage est la pratique consistant à couper les tiges des arbres jusqu’au sol pour favoriser la croissance rapide des pousses adventives. Il est traditionnellement utilisé pour produire des poteaux, du matériel de clôture ou du bois de chauffage. Elle est également pratiquée pour les cultures de biomasse cultivées pour le combustible, comme le peuplier ou le saule.

RacinesEdit

L’enracinement adventice peut être une acclimatation d’évitement du stress pour certaines espèces, motivée par des facteurs tels que l’hypoxie ou la carence en nutriments. Une autre fonction écologiquement importante de l’enracinement adventice est la reproduction végétative d’espèces d’arbres comme Salix et Sequoia dans les milieux riverains.

La capacité des tiges des plantes à former des racines adventices est utilisée dans la propagation commerciale par bouturage. La compréhension des mécanismes physiologiques à l’origine de l’enracinement adventice a permis de faire quelques progrès dans l’amélioration de l’enracinement des boutures par l’application d’auxines synthétiques sous forme de poudres d’enracinement et par l’utilisation de blessures basales sélectives. D’autres progrès pourront être réalisés dans les années à venir en appliquant la recherche sur d’autres mécanismes de régulation à la propagation commerciale et par l’analyse comparative du contrôle moléculaire et écophysiologique de l’enracinement adventif chez les espèces  » difficiles à enraciner  » par rapport aux espèces  » faciles à enraciner « .

Les racines et les bourgeons adventifs sont très importants lorsque les gens propagent les plantes par bouturage, marcottage, culture de tissus. Les hormones végétales, appelées auxines, sont souvent appliquées aux boutures de tiges, de pousses ou de feuilles pour favoriser la formation de racines adventives, par exemple les feuilles de violette africaine et de sedum et les pousses de poinsettia et de coleus. La propagation par boutures de racines nécessite la formation de bourgeons adventifs, par exemple chez le raifort et le pommier. Dans le cas du marcottage, des racines adventives se forment sur les tiges aériennes avant que la section de la tige ne soit retirée pour former une nouvelle plante. Les grandes plantes d’intérieur sont souvent propagées par marcottage aérien. Les racines et les bourgeons adventifs doivent se développer dans la propagation des plantes par culture tissulaire.

Formes modifiéesModifier

• Les racines tubéreuses n’ont pas de forme définie ; exemple : la patate douce.
• Les racines fasciculées (racines tubéreuses) se présentent en grappes à la base de la tige ; exemples : asperge, dahlia.
• Les racines noduleuses deviennent gonflées près des extrémités ; exemple : curcuma.
• Les racines échasses naissent des premiers nœuds de la tige. Elles pénètrent obliquement dans le sol et donnent un support à la plante ; exemples : maïs, canne à sucre.
• Les racines proprement dites donnent un support mécanique aux branches aériennes. Les branches latérales poussent verticalement vers le bas dans le sol et agissent comme des piliers ; exemple : le banian.
• Les racines grimpantes issues des nœuds se fixent à un support quelconque et grimpent dessus ; exemple : la plante à monnaie.
• Les racines moniliformes ou perlées les racines charnues donnent un aspect perlé, exemple : la gourde amère, Portulaca, certaines graminées

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