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36.4:

Réponses à la gravité et au toucher

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Biology
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Responses to Gravity and Touch

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Les plantes ont gĂ©nĂ©ralement 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 rĂ©ponse Ă  la gravitĂ©,un phĂ©nomĂšne appelĂ© “gravitropisme”. La croissance dans la direction de la gravitĂ©,comme la croissance descendante des racines,est appelĂ© gravitropisme positif. La croissance dans la direction opposĂ©e Ă  la gravitĂ©,comme la croissance ascendante des pousses,est appelĂ© gravitropisme nĂ©gatif. Dans les racines, la coiffe des racines contient des capteurs gravitationnels spĂ©cialisĂ©sdes cellules appelĂ©es statocytes. Dans les statocytes, des organelles denses, remplies d’amidon, appelĂ©esamyloplastes – ou statolithes – s’installent vers le bas en rĂ©ponseĂ  la gravitĂ©. En orientation verticale les racines, statolithess’installent prĂšs du fond de chaque cellule. Lorsque les racines sont tournĂ©es pour ĂȘtre orientĂ©es horizontalement,Les statolithes glissent et se rassemblentĂ  la prĂ©cĂ©dente paroi verticale qui forme maintenant le fond de la cellule. Les amyloplastes qui se dĂ©posent permettent Ă  la plante de sentir la gravitĂ©,dĂ©clenchant un modĂšle d’allongement asymĂ©trique Ă  la racinepointe; la croissance est stimulĂ©e au niveau de la partie supĂ©rieure de la racineet supprimĂ©e au niveau de la face infĂ©rieure. L’allongement rapide des cellules sur la face supĂ©rieureprovoque la courbure de la racine, qui se dĂ©veloppe vers le bas. Les plantes poussent Ă©galement en rĂ©ponse 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 rĂ©ponse au toucher. Les racines poussent gĂ©nĂ©ralement loin des objets qu’elles touchent,leur permettant de suivre le chemin de la moindre rĂ©sistanceĂ  travers le sol ; c’est ce qu’on appelle le thigmotropisme nĂ©gatif. En revanche, les aiguilles filiformes des plantes grimpantesse dĂ©veloppent vers les objets qu’ils touchent, parfois en s’enroulant rapidementautour d’eux; c’est du thigmotropisme positif. Les vrilles sont trĂšs sensibles au toucher. Le contact avec un stimulant induit la contractionde cellules sur la face de contact et l’Ă©longation des cellulessur le cĂŽtĂ© sans contact. Ce diffĂ©rentiel de croissance finit parprovoquer des vrilles qui s’enroulent autour de l’objet,ce qui permet de sĂ©curiser la plante.

36.4:

Réponses à la gravité et au toucher

Gravitropisme : réponses des plantes à la gravité

Les plantes supĂ©rieures dĂ©tectent la gravitĂ© Ă  l’aide de statocytes, des cellules situĂ©es prĂšs du tissu vasculaire dans les pousses, et dans la columelle de la coiffe dans les racines. Les statocytes contiennent des organites remplis d’amidon appelĂ©s statolithes. Les statolithes se dĂ©posent, ou sĂ©dimentent, au fond du statocyte dans le sens de la gravitĂ©.

La sĂ©dimentation des statolithes dĂ©clenche une cascade de signalisation, ce qui entraĂźne la distribution asymĂ©trique de l’hormone vĂ©gĂ©tale auxine Ă  travers les extrĂ©mitĂ©s des racines et des pousses. Ce processus gĂ©nĂšre un gradient latĂ©ral d’auxine, dans lequel les niveaux d’auxine sont plus Ă©levĂ©s sur les cĂŽtĂ©s infĂ©rieurs des racines et des pousses.

Dans les racines, la concentration plus Ă©levĂ©e d’auxine sur le cĂŽtĂ© infĂ©rieur inhibe l’expansion cellulaire. Les cellules se dĂ©veloppent donc plus rapidement sur le cĂŽtĂ© supĂ©rieur, ce qui fait que la racine se plie vers le bas. En revanche, la concentration d’auxine plus Ă©levĂ©e sur la partie infĂ©rieure des pousses favorise l’expansion cellulaire. Les cellules se dĂ©veloppent plus rapidement sur le cĂŽtĂ© infĂ©rieur, 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 modifiĂ©es qui s’enroulent autour des objets. Les extrĂ©mitĂ©s de ces vrilles ont des cellules Ă©pidermiques sensorielles sensibles au toucher qui dĂ©clenchent la croissance diffĂ©rentielle. Ici, les cellules du cĂŽtĂ© de la vrille qui touche l’objet se dĂ©veloppent plus lentement que celles du cĂŽtĂ© opposĂ© 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 orientĂ©e verticalement rencontre un obstacle lors de la croissance vers le bas, elle s’éloigne du point de contact. Ainsi, pour les racines orientĂ©es verticalement, le thigmotropisme l’emporte sur le gravitropisme. Toutefois, les racines orientĂ©es horizontalement se dĂ©veloppent vers le bas mĂȘme en prĂ©sence d’obstacles. Le chemin que les racines prennent au cours de leur croissance est donc probablement rĂ©gulĂ© par les interactions entre ces rĂ©ponses.

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]