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36.4:

Réponses à la gravité et au toucher

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Responses to Gravity and Touch

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Les plantes ont généralement des pousses quigerment du sol et des racines qui poussent vers le basdans le sol. Comment les plantes savent-elles dans quelle direction se trouve le haut et dans quelle direction se trouve le bas ?Les plantes poussent et bougent en réponse à la gravité,un phénomène appelé “gravitropisme”. La croissance dans la direction de la gravité,comme la croissance descendante des racines,est appelé gravitropisme positif. La croissance dans la direction opposée à la gravité,comme la croissance ascendante des pousses,est appelé gravitropisme négatif. Dans les racines, la coiffe des racines contient des capteurs gravitationnels spécialisésdes cellules appelées statocytes. Dans les statocytes, des organelles denses, remplies d’amidon, appeléesamyloplastes – ou statolithes – s’installent vers le bas en réponseà la gravité. En orientation verticale les racines, statolithess’installent près du fond de chaque cellule. Lorsque les racines sont tournées pour être orientées horizontalement,Les statolithes glissent et se rassemblentà la précédente paroi verticale qui forme maintenant le fond de la cellule. Les amyloplastes qui se déposent permettent à la plante de sentir la gravité,déclenchant un modèle d’allongement asymétrique à la racinepointe; la croissance est stimulée au niveau de la partie supérieure de la racineet supprimée au niveau de la face inférieure. L’allongement rapide des cellules sur la face supérieureprovoque la courbure de la racine, qui se développe vers le bas. Les plantes poussent également en réponse au toucher. Par exemple, les racines de nombreuses plantesde contourner les obstacles, tandis que les plantes grimpantes ont des poussesqui s’enroulent autour de structures. Le thigmotropisme est la croissance directionnellepar les plantes en réponse au toucher. Les racines poussent généralement loin des objets qu’elles touchent,leur permettant de suivre le chemin de la moindre résistanceà travers le sol ; c’est ce qu’on appelle le thigmotropisme négatif. En revanche, les aiguilles filiformes des plantes grimpantesse développent vers les objets qu’ils touchent, parfois en s’enroulant rapidementautour d’eux; c’est du thigmotropisme positif. Les vrilles sont très sensibles au toucher. Le contact avec un stimulant induit la contractionde cellules sur la face de contact et l’élongation des cellulessur le côté sans contact. Ce différentiel de croissance finit parprovoquer des vrilles qui s’enroulent autour de l’objet,ce qui permet de sécuriser la plante.

36.4:

Réponses à la gravité et au toucher

Gravitropisme : réponses des plantes à la gravité

Les plantes supérieures détectent la gravité à l’aide de statocytes, des cellules situées près du tissu vasculaire dans les pousses, et dans la columelle de la coiffe dans les racines. Les statocytes contiennent des organites remplis d’amidon appelés statolithes. Les statolithes se déposent, ou sédimentent, au fond du statocyte dans le sens de la gravité.

La sédimentation des statolithes déclenche une cascade de signalisation, ce qui entraîne la distribution asymétrique de l’hormone végétale auxine à travers les extrémités des racines et des pousses. Ce processus génère un gradient latéral d’auxine, dans lequel les niveaux d’auxine sont plus élevés sur les côtés inférieurs des racines et des pousses.

Dans les racines, la concentration plus élevée d’auxine sur le côté inférieur inhibe l’expansion cellulaire. Les cellules se développent donc plus rapidement sur le côté supérieur, ce qui fait que la racine se plie vers le bas. En revanche, la concentration d’auxine plus élevée sur la partie inférieure des pousses favorise l’expansion cellulaire. Les cellules se développent plus rapidement sur le côté inférieur, ce qui fait que les pousses se courbent vers le haut.

Thigmotropisme : réponses des plantes au toucher

Les plantes grimpantes ont des vrilles — des pousses modifiées qui s’enroulent autour des objets. Les extrémités de ces vrilles ont des cellules épidermiques sensorielles sensibles au toucher qui déclenchent la croissance différentielle. Ici, les cellules du côté de la vrille qui touche l’objet se développent plus lentement que celles du côté opposé au point de contact, ce qui permet aux vrilles de se courber vers les objets qu’elles touchent.

Interactions entre le thigmotropisme et le gravitropisme

Lorsqu’une racine orientée verticalement rencontre un obstacle lors de la croissance vers le bas, elle s’éloigne du point de contact. Ainsi, pour les racines orientées verticalement, le thigmotropisme l’emporte sur le gravitropisme. Toutefois, les racines orientées horizontalement se développent vers le bas même en présence d’obstacles. Le chemin que les racines prennent au cours de leur croissance est donc probablement régulé par les interactions entre ces réponses.

Suggested Reading

Braam, Janet. "In Touch: Plant Responses to Mechanical Stimuli." New Phytologist. 165 (2)2005: 373–89. [Source]

Jaffe, Mordecai J, A Carl Leopold, and Richard C Staples. "Thigmo Responses in Plants and Fungi." American Journal of Botany. 89 (3)2002: 375–82. [Source]

Su, Shih-Heng, Nicole M Gibbs, Amy L Jancewicz, and Patrick H Masson. "Molecular Mechanisms of Root Gravitropism." Current Biology. 27 (17)2017: PR964–R972. [Source]