TD2: Anatomie Végétale - Dans les organes des végétaux supérieurs on distingue différents types de tissus: Définition d un tissu: Cellules identiques morphologiquement, et assurant la même fonction. Ces cellules sont groupées ensembles pour former un tissu. - On distingue différents types de tissus:
On distingue différents tissus: A/ Les parenchymes B/ Les tissus protecteurs C/ Les tissus conducteurs D/ Les tissus de soutien E/ Les tissus sécréteurs
A/ Les parenchymes: Siège des fonctions élaboratrices de la plante (photosynthèse et stockage des réserves). Les cellules parenchymateuses sont en général isodiamétriques ou allongées, plus ou moins arrondies dans les angles. Leur Paroi cellulaire est assez mince et elles ont une vacuole bien développée. Les espaces qu'elles délimitent entre elles sont appelés méats ou lacunes selon leur taille. On distingue différents types de parenchymes:
Parenchyme chlorophyllien: Caractérisé par la présence de chloroplastes. Sont abondants dans les organes aériens et jeunes tiges.
Parenchyme de réserve: Il joue un rôle dans la mise en réserve de matériaux élaborés par les cellules chlorophylliennes, on les trouve par exemple au niveau des racines, rhizomes, tubercules, etc
Parenchyme aquifère : Cellules de grande taille pourvues d une vacuole très développée et très riche en eau. Abondants soit dans les tiges ou les feuilles des plantes grasses.
Parenchyme aérifère : Très fréquents chez les plantes aquatiques. Constituent un tissu dont les assises cellulaires présentent entre elles des lacunes très grandes qui emmagasinent de l air.
On distingue différents tissus: A/ Les parenchymes B/ Les tissus protecteurs C/ Les tissus conducteurs D/ Les tissus de soutien E/ Les tissus sécréteurs
B/ Tissus protecteurs (ou de revêtement): Il s agit d un tissu vivant qui couvre la surface des feuilles, des tiges et des racines. Il les protège du milieu extérieur. C est un tissu imperméable. En général, il ne comporte qu'une seule assise cellulaire. La paroi externe des cellules est épaissie d'une couche imperméable, la cuticule. Au niveau de l épiderme on distingue: les cellules épidermiques, les stomates et les poils.
Stomate
On distingue différents tissus: A/ Les parenchymes B/ Les tissus protecteurs C/ Les tissus conducteurs D/ Les tissus de soutien E/ Les tissus sécréteurs
C/ Les tissus conducteurs Ils assurent la circulation des sèves dans la plante. On distingue 2 types de tissus conducteurs: Le Xylème, appelé également tissus ligneux. Le Phloème, appelé tissu criblé.
Définition de la sève: Liquide circulant dans les végétaux. On distingue: - La sève brute: Solution de sels minéraux absorbée dans le sol par les racines et conduite vers les feuilles. - La sève élaborée: contient des substances organiques résultant de l activité photosynthétique des cellules chlorophylliennes et conduite vers les organes de croissance et de reproduction.
Le xylème: Assure la conduction de la sève brute des racines vers les organes aériens. L ensemble des éléments conducteurs du xylème forme ce que l on appelle des faisceaux ligneux constitués de 3 éléments: Les éléments conducteurs Les fibres ligneuses Les cellules parenchymateuses.
Xylème primaire: Le protoxylème: Protoxylème Métaxylème Se forme au début de la différenciation cellulaire. Il s agit de trachéides annelés ou spiralés de petit calibre qui peuvent s allonger pendant la croissance de l organe par écartement des anneaux ou des tours de spire. Généralement après la croissance ils sont écrasés.
Le métaxylème: Se forme lorsque la croissance des organes est terminée. Il constitue les trachéides chez les Ptéridophytes et les Gymnospermes (éléments primitifs), et les vaisseaux ligneux chez les Angiospermes (végétaux évolués).
Les trachéides: Il s agit de cellules allongées, aux extrémités effilées en biseau. Leurs parois sont rigides, elles présentent de la lignine sur leur paroi. En fin de différenciation, tout le protoplasme de ces cellules est autolysé. Chaque trachéide communique avec les cellules voisines par des ponctuations.
Les vaisseaux ligneux Il s agit de longs tubes formés chacun d une file de cellules mortes dont la paroi présente vers l intérieur des épaississements lignifiés. Le dépôt de lignine peuvent se faire de différentes façons: - sous forme d anneaux: Vaisseaux annelés, - sous forme de spires: Vaisseaux spiralés, - sous forme de bandes transversales: Vaisseaux rayés, si les bandes sont nombreuses: Vaisseau réticulé, - sous forme d une couche de lignine continue présentant de temps en temps des ponctuations: Vaisseaux ponctués.
Les premiers éléments ligneux formés dans un organe présentent des cloisons transversales et forment les vaisseaux imparfaits. Ensuite ces cloisons disparaissent et à la place se forme une ouverture ou perforation faisant directement communiquer 2 cellules voisines.
Caractéristiques Trachéides Vaisseaux ligneux Degré d'évolution Primitives (peu spécialisées) Plus spécialisés et très efficaces dans la conduction Localisation Gymnospermes et Ptéridophytes Angiospermes Structure Formés par une seule cellule Formés par la superposition de plusieurs cellules Forme des cellules Allongées aux extrémités effilées en biseau Diamètre important (plus large que les trachéides) Parois transversales Présentes, la sève passe d'une cellule à l'autre par les ponctuations Absentes, ce qui les rend très efficaces dans le transport de la sève Rôles Transport et soutien Transport surtout
Le phloème: Il assure la conduction de la sève élaborée. Ses éléments sont disposés dans les organes végétaux en faisceaux criblés. Ils sont constitués de 3 éléments: Les éléments criblés, Cellules compagnes ou cellules albumineuses, Les fibres + les parenchymes. Au début de la différenciation du phloème c est le protophloème qui se forme, lorsque la croissance de la partie de l organe est achevée on parle alors de métaphloème.
Les éléments criblés: Sont les principales cellules conductrices du phloème. Leurs parois transversales sont traversées par des pores, il s agit des cribles. Elles permettent de relier entre eux les protoplastes de 2 cellules voisines.
On distingue les plages criblées et les plaques criblées Les plages criblées sont constituées de pores étroits, on les trouve au niveau des cellules criblées caractéristiques des Gymnospermes et des ptéridophytes. Les plaques criblées sont constituées de pores de grande taille on les trouve chez les angiospermes au niveau des éléments de tubes criblés. Une plaque criblée vue de face
Les éléments criblés conservent un protoplaste vivant mais ils différent des autres cellules vivantes de la plante. On observe la disparition du noyau, de la vacuole, des ribosomes et de l appareil de golgi. Seuls la membrane plasmique, le réticulum endoplasmique et quelques plastes et mitochondries persistent.
Cellules compagnes et cellules albumineuses: Les éléments de tubes criblés des Angiospermes sont associés parallèlement à des cellules compagnes qui possèdent tous les composants de la cellules végétale vivante. Elles fournissent aux éléments de tubes criblés de l ATP et des protéines. Les cellules criblées des Ptéridophytes et Gymnospermes sont associées à des cellules albumineuses qui jouent le même rôle que les cellules compagnes.
On distingue différents tissus: A/ Les parenchymes B/ Les tissus protecteurs C/ Les tissus conducteurs D/ Les tissus de soutien E/ Les tissus sécréteurs
D/ Les tissus de soutien Assurent la rigidité des organes. Il s agit d épaississements de nature cellulosique ou lignifiée de la paroi ce qui leur permet de remplir leur fonction de soutien. On les classe en 2 catégories en se basant sur la nature des épaississements: le collenchyme et le sclérenchyme.
Le collenchyme Tissu vivant, formé de cellules dont la paroi s est épaissie, tout en restant de nature cellulosique non lignifiée, et qui présente des épaississements inégaux de la paroi. Il se localise à la périphérie, sous l épiderme, dans les jeunes tiges, feuilles et pétioles en cours d élongation.
Le sclérenchyme Le sclérenchyme est formé de cellules mortes, qui ont des parois secondaires épaisses lignifiées. Il confère une rigidité aux différents organes de la plante. On distingue 2 types de cellules : - Les fibres, allongées, fusiformes. Elles sont fréquentes au niveau des faisceaux conducteurs.
- Les scléréides, cellules courtes de forme souvent étoilée. (exemple: pulpe de la poire).
Récapitulatif
On distingue différents tissus: A/ Les parenchymes B/ Les tissus protecteurs C/ Les tissus conducteurs D/ Les tissus de soutien E/ Les tissus sécréteurs
E/ Les tissus de sécrétion Tissus vivants spécialisés dans la synthèses de certaines substances chimiques, telles que les essences, les résines et le latex. Ces substances sont accumulées soit au sein même de leurs cellules ou bien elles sont rejetées dans des cavités. Les cellules peuvent être isolées, groupées au niveau de l épiderme (expl: poils sécréteurs) ou formant des laticifères, des poches et des canaux.
LES TISSUS DE CROISSANCE: LES MÉRISTÈMES Les plantes se développent grâce à des méristèmes qui sont de petits groupes de cellules que l on appelle: cellules-souches. Les méristèmes se présentent sous différentes formes, en différents lieux de la plante, et ont des fonctions variées. Ils se trouvent dans les bourgeons, aux extrémités des racines et sur la longueur des tiges et des racines. Ils produisent de nouvelles cellules continuellement, en dehors de leurs périodes de quiescence, qui se traduisent par une interruption de leur activité. On distingue deux types de méristèmes: A. Les méristèmes primaires. B. Les méristèmes secondaires.
A/ LES MERISTEMES PRIMAIRES Ils sont responsables de la croissance primaire. Ils sont situés à l'extrémité des axes et produisent une croissance en longueur : -Apex des racines, -bourgeons apicaux à l extrémité des tiges et des rameaux (méristèmes apicaux), -bourgeons axillaires à l aisselle des feuilles (méristèmes axillaires), -entre-noeuds (méristèmes intercalaires).
A/ LES MERISTEMES PRIMAIRES Les cellules des méristèmes primaires se divisent activement et présentent des caractères cytologiques particuliers: petite taille, isodiamétriques, vacuoles réduites, des plastes rudimentaires, de nombreuses mitochondries, parois minces et noyaux central. Les cellules sont parfaitement jointives (absence de méats). Une cellule méristèmatique est caractérisée par son état indifférencié.
A/ LES MERISTEMES PRIMAIRES Au cours de l'embryogenèse ses cellules se multiplient activement. Ces méristèmes sont constitués de deux populations: Le méristème caulinaire, le méristème racinaire.
A/ LES MERISTEMES PRIMAIRES 1/ Le méristème caulinaire a un double rôle: histogène (création des tissus conducteurs) et organogène (création des bourgeons, feuilles,...), En plus des méristèmes caulinaire, les cellules parenchymateuses réparties dans la plante peuvent se diviser et se différencier en divers types de cellules spécialisées, ce qui permet à la plante de régénérer les parties perdues. Des fragments détachés de certaines plantes ont la capacité de former des individus entiers; une tige coupée, par exemple, peut émettre des racines adventives qui régénèrent la plante.
Les méristèmes produisent de nouvelles cellules continuellement. On va obtenir rapidement une structure complexe à l extrémité de la tige. La formation des feuilles débute avec la mise en place au niveau des méristèmes caulinaires d'ébauches foliaires, des massifs de cellules programmés pour évoluer en feuilles. Coupe d un bourgeon apical Méristème apical Méristème apical Ebauche de feuilles Futurs tissus conducteurs de sève Ebauche de feuille Ebauche de bourgeon axillaire Futurs tissus conducteurs en voie de différenciation
A/ LES MERISTEMES PRIMAIRES 2/ Le méristème racinaire: édifie les organes souterrains de la plante constituant le système racinaire. On a deux type: 2.1/ Le méristème apical racinaire: Il élabore les tissus de la racine et la coiffe, il est uniquement histogène. 2.2/ Le méristème qui forme les racines latérales: Il se différencie à partir du péricycle. La structure et le fonctionnement des ramifications sont identiques à celui du méristème apical de la racine.
Les applications pratiques: A/ LES MERISTEMES La culture de PRIMAIRES méristèmes. En 1950, LIMASSET et CORNUET ont montré qu il n y a pas de virus dans les méristèmes d une plante infectée. On peut régénérer une plante saine à partir d une plante malade en faisant une culture in vitro de son méristème. Ce procédé est très utilisé en horticulture pour produire des plantes d'un même génotype. C'est une technique de multiplication asexuée, ou végétative.
B/ LES MERISTEMES SECONDAIRES Ils n existent que chez les Gymnospermes et les Angiospermes Dicotylédones. Ils sont constitués de cellules à contour rectangulaire disposées en rangées. Les méristèmes secondaires sont mis en place dans un organe (tige ou racine, des fois pétiole) après que la croissance en longueur soit achevée dans la zone. Ils vont alors déclencher la croissance en épaisseur de la plante. Mise en place simultanée de files de cellules de xylème II et phloème II
B/ LES MERISTEMES SECONDAIRES La croissance secondaire, permet l'épaississement des organes elle est importante chez les espèces ligneuses. Il y a deux types de méristèmes secondaires: 1/ Le cambium ou assise libéro-ligneuse (ALL): C est la zone génératrice interne qui produit des cellules permettant l augmentation du diamètre de la tige ou du tronc. La production des cellules est saisonnière et surtout active en été. Le cambium produit le bois, ou xylème secondaire vers le centre de la tige et le liber ou phloème secondaire vers l extérieur.
B/ LES MERISTEMES SECONDAIRES 2/ Le phellogène ou assise subéro-phellodermique (ASP): C est la zone génératrice externe qui produit des cellules vers l extérieur pour former le suber ou liège, et vers l intérieur un tissu vivant: le phelloderme. Le phellogène, le suber et le phelloderme forment l écorce ou périderme.
Cambium Les cellules du cambium se divisent et produisent vers l'intérieur des cellules qui se différencient en cellules de xylème secondaire= bois (X2), et vers l'extérieur des cellules qui se différencient en cellules de phloème secondaire= liber(p2). Le xylème primaire étant du côté du centre de la tige, sa position est fixe. Par suite de son activité, le cambium est donc repoussé vers l'extérieur. Le fonctionnement du cambium est asymétrique, la production de bois (X2) est supérieure a la production de liber (P2).
B/ LES MERISTEMES SECONDAIRES Localisation schématique:
Il est très facile de séparer l écorce (liber + liège) du bois. La séparation s'effectue au niveau du cambium qui est le tissu le moins différencié donc le plus fragile.