34.11: Assimilation de l'eau et des minéraux
Les tissus spécialisés dans les racines des plantes ont évolué pour capturer l’eau, les minéraux et certains ions à partir du sol. Les racines présentent une variété de motifs de ramification qui facilitent ce processus. Les cellules racinaires les plus externes ont des structures spécialisées appelées poils racinaires qui augmentent la surface de la racine, augmentant ainsi le contact avec le sol. L’eau peut entrer passivement dans les racines car la concentration de l’eau dans le sol est plus élevée que celle du tissu racinaire. Les minéraux, en revanche, sont transportés de façon active dans les cellules racinaires.
Le sol a une charge négative, donc les ions positifs ont tendance à rester fixés aux particules du sol. Pour contourner cela, les racines pompent du dioxyde de carbone dans le sol, qui se décompose spontanément, libérant des protons chargés positivement (H+) dans le sol. Ces protons déplacent les ions chargés positivement associés au sol qui sont disponibles pour être pompés dans le tissu racinaire, un processus appelé échange de cations. Les anions chargés négativement exploitent la tendance des ions H+ à se diffuser vers le bas de leur gradient de concentration et à retourner dans les cellules racinaires à l’aide du co-transport : les ions comme Cl- sont cotransportés dans le tissu racinaire en association avec les ions H+.
Les molécules peuvent se déplacer dans le noyau du tissu racinaire, appelé la stèle, par deux voies. Le transport apoplastique est le mouvement des molécules dans les espaces créés entre les parois cellulaires continues des cellules voisines et leurs membranes correspondantes. En revanche, le transport symplastique est le mouvement des molécules à travers le cytoplasme des cellules végétales, qui utilise des jonctions cellulaires appelées plasmodesmes, permettant le passage cytoplasmique libre des molécules entre les cellules adjacentes. Pour pénétrer dans la stèle, les molécules doivent se déplacer dans le symplaste car les bandes caspariennes situées dans l’endoderme de la racine empêchent les solutés dans l’apoplaste d’entrer dans la stèle. Par conséquent, pour entrer dans le symplaste, les solutés doivent passer par la membrane semi-perméable d’une cellule, protégeant les cellules contre les molécules toxiques ou indésirables du sol.
