Comment fonctionnent les plantes ?

Vraiment, ce n'est pas facile d'être vert. Pourtant non seulement les plantes survivent, mais elles prospèrent dans le monde entier, sans le bénéfice de muscles, d’un cerveau ou d’une personnalité. Les plantes sont à la base de presque toutes les chaînes alimentaires et leurs qualités principales sont de pomper l'oxygène que nous respirons, tenir à distance l’érosion et filtrer les polluants de l'atmosphère. Ces 3,5 derniers milliards d'années, elles se sont diversifiées en 320.000 à 430.000 espèces distinctes, chaque année en révélant de nouvelles.

Une seule devise : exploiter l'énergie du soleil pour alimenter l’usine alimentaire. Grâce à ce processus, appelé photosynthèse, les plantes combinent du dioxyde de carbone avec de l'eau pour créer des glucides dont elles se servent pour leur croissance et leur reproduction.

Les toutes premières plantes, semblables aux algues d'aujourd'hui, ne faisaient pas beaucoup plus que de la photosynthèse. Elles flottaient dans l'océan, absorbant l'eau et les rayons du Soleil et se reproduisant quand l'envie les prenait. Puis, il y a environ 500 millions d'années, elles ont évolué pour vivre sur la terre, afin d’engranger plus d’énergie de la lumière solaire plus abondante. Les premières plantes terrestres avaient encore besoin de grandes quantités d’eau et étaient donc confinées dans des régions perpétuellement humides. Aujourd'hui, les mousses, les hépatiques et les cératophylles ont les mêmes limites.

Les choses sont devenues plus excitantes 90.000.000 années plus tard, lorsque les plantes sont devenues vasculaires. Les plantes vasculaires ont des structures de tissu qui distribuent dans tout le corps l'eau et les nutriments absorbés par une partie de celui-ci. Au lieu de passer ses journées à flotter dans une flaque d'eau, la plante vasculaire peut s’enraciner dans le sol et en absorber l'eau et les minéraux tout en projetant des pousses dans l'air sec, dont les feuilles absorbent avidement les rayons solaires qui alimentent l'usine. La nourriture est stockée dans ses racines sous la forme de tubercules, comme les carottes et les patates douces.

Au-dessus du sol, la plante vasculaire se protège et conserve son approvisionnement en eau grâce à une pellicule imperméable cireuse appelée cuticule. La cuticule rend la plante suffisamment vigoureuse pour pouvoir monter haut dans les airs ou se propager loin sur le sol.

Les plantes poussent via les méristèmes, des zones où sont formées des cellules capables de se diviser, donc d’en générer de nouvelles. Les hormones contrôlent cette division cellulaire, qui donne des formes particulières telles que les feuilles, ainsi que la direction de la croissance, guidée par ce que la plante ‘sent’. En se basant sur le dépôt des grains d'amidon qui indique la direction de la pesanteur, la phytohormone de croissance appelée auxine dirige les tiges vers le ciel et les racines dans le sol vers l'eau.

Puis les plantes tournent leurs feuilles vers le Soleil. Déclenchée par des cellules sensibles à la lumière, l'hormone auxine augmente le nombre de cellules du côté ombragé de la tige, ce qui la fait pencher ainsi que sa feuille vers la lumière solaire. De même, les vignes bouclent automatiquement quand elles rencontrent une plante plus grande, l’enveloppant tout en grimpant dessus.

Les plantes changent d'orientation à chaque génération. Chaque génération de ‘sporophyte’ produit des spores mâles et femelles, qui donnent des plantes mâles et femelles. Dans la génération de gamétophyte, les mâles produisent des spermatozoïdes et les femelles produisent des ovules, qui fusionnent pour créer de nouvelles plantes sporophytes. Généralement, la génération sporophyte est une grande plante, familière, tandis que la génération gamétophyte est minuscule. Par exemple, le pollen est constitué de minuscules plantes mâles de la génération gamétophyte.

Lorsque vous ne pouvez pas vous déplacer, répandre votre semence exige de la créativité. Les plantes à fleurs ont imaginé attirer les insectes avec du nectar, pour enrober leurs pattes de pollen qui sera transporté à la plante suivante. Les plantes ont également développé des fruits savoureux autour de graines afin d’attirer les animaux, qui avalent ces graines et les défèquent des kilomètres plus loin.

Les plantes enrichissent la vie humaine au-delà même de la nourriture et de l'oxygène. Des herbes médicinales ou aux propriétés goûteuses, aux arbres imposants constitués de tissus ligneux, notre matériau de construction originel, les plantes soutiennent notre civilisation.

Qu'est-ce que la photosynthèse ?

Du grec ‘photo’ (lumière) et ‘synthèse’ (mettre ensemble), la photosynthèse ne transforme cependant pas la lumière en nourriture : c’est un processus bioénergétique qui permet la conversion du dioxyde de carbone et de l'eau en nourriture.

L'énergie des photons fait monter temporairement les électrons des molécules de pigment à un niveau plus élevé d'énergie. En d'autres mots, ils génèrent une charge électrique. Le pigment le plus présent dans les plantes – la chlorophylle – absorbe la lumière bleue, rouge et violette, ce qui lui donne une couleur verte. Dans certaines feuilles, la chlorophylle se décompose en automne, révélant ainsi des pigments secondaires renvoyant le jaune, le rouge et le violet. Les pigments sont des organites, appelés chloroplastes, qui transfèrent l'énergie des électrons excités dans les pigments vers les molécules et les enzymes, responsables de la réaction chimique de la photosynthèse.

Extrait du magazine Comment ça marche – n°17

 

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