34.15: Des adaptations qui réduisent la perte d'eau

Bien que l’évaporation à partir des feuilles de plantes dirige la transpiration, elle entraîne également une perte d’eau. Étant donné que l’eau est essentielle pour les réactions photosynthétiques et d’autres processus cellulaires, les pressions évolutives sur les plantes dans différents environnements ont entraîné l’acquisition d’adaptations qui réduisent la perte d’eau.

Chez les plantes terrestres, la couche cellulaire la plus élevée de la feuille d’une plante, appelée épiderme, est recouverte d’une substance cireuse appelée cuticule. Cette couche hydrophobe est composée du polymère de cutine et d’autres cires d’origine végétale qui sont synthétisées par des cellules épidermiques. Ces substances empêchent la perte d’eau non désirée et l’entrée de solutés non désirés. La composition et l’épaisseur précises de la cuticule varient selon les espèces végétales et l’environnement. D’autres adaptations foliaires peuvent également minimiser l’évaporation, principalement en réduisant la surface. Par exemple, certaines graminées ont une structure pliée qui réduit la perte d’eau. Alternativement, d’autres espèces d’herbe subissent un enroulement du limbe pour se protéger contre l’évaporation. Certaines plantes du désert ont des feuilles recouvertes de poils microscopiques qui emprisonnent la vapeur d’eau, réduisant ainsi l’évaporation.

L’eau s’évapore principalement par de minuscules trous dans les feuilles de plantes appelés stomates. Les stomates de certaines plantes sont situés exclusivement sur la surface inférieure des feuilles, les protégeant de l’évaporation excessive associée à la chaleur. D’autres plantes emprisonnent la vapeur d’eau près des stomates qui sont situés dans des ponctuations sur leurs feuilles, réduisant ainsi la perte d’eau par évaporation car les cellules de garde qui entourent l’ouverture du stomate peuvent sentir l’humidité relative. Certaines plantes du désert n’ouvrent leurs stomates que la nuit lorsque l’évaporation est moins susceptible de se produire. Cette stratégie est appelée le métabolisme de l’acide crassulacéen (CAM), et les plantes qui l'utilisent captent et fixent le dioxyde de carbone la nuit, et effectuent des réactions photosynthétiques dépendantes de la lumière pendant la journée. Certains scientifiques ont proposé la bio-ingénierie des plantes pour découpler la fixation du carbone de la photosynthèse en utilisant le CAM comme un effort d'atténuation de l'évaporation associée au réchauffement des températures mondiales.

L'eau est essentielle pour les plantes : pour la photosynthèse, le métabolisme,et maintenir la structure cellulaire. Par conséquent, les pertes excessives d'eau sont problématiques pour les plantes. Quelles sont les adaptations qui ont évoluées pour permettre aux plantes de supporteret résister à la perte d'eau ?La plupart des plantes ont une cuticule cireuse quicouvre la surface de la feuille, empêchantl'évaporation de l'eau.

La composition spécifique de l'article influence son eaupar de minuscules ouvertures sur la surface, appelées stomates,facilite l'échange de gaz et la transpiration. Pour minimiser la perte d'eau, les plantes ajustent la densité et l'emplacementdes stomates sur le développement des feuilles en réponseà la disponibilité de l'eau et de la lumière. Dans la plupart des arbres à feuilles caduques, par exemple,Les stomates sont situés sur la face inférieure des feuilles.

En outre, la densité des stomatesest plus haut sur les feuilles près du centre de l'arbreet plus bas sur les feuilles à sa périphérie. La conservation de l'eau est surtoutcritique pour les plantes vivant dans le désert. L'arbuste désertique fragilisé piège l'eau autour de ses feuillesavec de minuscules poils de feuilles.

Ces poils, appelés "trichomes", deviennent le soleilet diminuer l'effet desséchant du vent. D'autres plantes du désert, comme l'Opuntia,stocker de l'eau dans leurs tiges charnuespour se protéger contre la sécheresse. De plus, les cactus ont des feuilles modifiées, appelées épines,qui réduisent l'évaporation et dissipent la chaleur.

Les plantes dans les environnements arides peuvent égalementréduire l'évaporation en ne prenant que du dioxyde de carbonela nuit. Pendant la journée, les stomates restent fermées. Ce processus est appelé "métabolisme des acides crassulacéen",ou MAC.

Des architectures de feuilles spécifiques peuvent également contribuer à réduire la perte d'eau. Les petites feuilles ou fines réduisent l'évaporation. Les graminées acquises roulé ou pliédes structures foliaires qui réduisent de la même manière la surfaceet, par conséquent, l'évaporation.