Par Dianne Hermance | Mis à jour le 30 août 2022
Photo :Witthaya Prasongsin/Moment/GettyImages
Les plantes sont indispensables à la vie, fournissant de l’oxygène, de la nourriture, un abri et de l’ombre. Au-delà de ces rôles, ils agissent comme des conduits vitaux pour l'eau, la déplaçant du sol vers l'atmosphère.
L'eau est l'élément vital de chaque plante. Pour soutenir le métabolisme, la croissance et la photosynthèse, les plantes doivent acheminer l’eau du sol vers les feuilles et les racines vers d’autres tissus. Ce mouvement repose sur un système sophistiqué de tissus qui fonctionnent de manière similaire à un système circulatoire chez les animaux.
Le xylème est un ensemble de cellules mortes et creuses appelées trachéides et de vaisseaux étroitement remplis de cellulose et de lignine. Ces cellules forment des tubes continus qui permettent à l’eau de voyager vers le haut avec une résistance minimale. Le xylème est imperméable et dépourvu de cytoplasme, ce qui lui permet de servir de conduit passif.
L'eau monte des racines, traverse le xylème et atteint le mésophylle des feuilles. Ici, les stomates, de minuscules pores entourés de cellules de garde, régulent la perte d'eau et les échanges gazeux. Lorsque les cellules de garde absorbent les ions potassium, elles gonflent, ouvrant les stomates et permettant à la vapeur d'eau de s'échapper tandis que le dioxyde de carbone entre pour la photosynthèse.
Des signaux environnementaux tels que la lumière, la température, l’humidité et la concentration interne de CO₂ déclenchent l’ouverture ou la fermeture des stomates. Par temps chaud ou sec, les stomates peuvent se fermer pour conserver l'eau ; ils ferment généralement la nuit, réduisant ainsi la transpiration.
Contrairement au xylème, le phloème est constitué de cellules vivantes qui déplacent les sucres, les acides aminés et d’autres nutriments dans toute la plante. Le transport du phloème, connu sous le nom de translocation, redistribue l'énergie des feuilles photosynthétiques vers les racines, les bourgeons et les organes de stockage.
Les poils absorbants – des cellules allongées s’étendant dans le sol – absorbent l’eau par osmose. L'eau pénètre dans ces cellules par diffusion, traverse le cortex racinaire et traverse l'endoderme, une couche cireuse qui filtre et dirige l'eau dans les vaisseaux du xylème. De là, il remonte la plante.
La transpiration est l'évaporation de l'eau de la surface des feuilles. Cela crée une pression négative qui attire plus d’eau vers le haut à travers le xylème, maintenant la pression de turgescence et refroidissant la plante. Une expérience simple :recouvrir une feuille d'un sac en plastique transparent - révèle de la condensation, illustrant la transpiration en action.
Lorsque la transpiration des plantes se combine à l’évaporation des sols, on obtient l’évapotranspiration, qui représente environ 10 % de l’humidité atmosphérique libérée par la Terre. La perte d'eau varie considérablement :un seul plant de maïs peut s'évaporer jusqu'à 4 000 gallons par jour, tandis qu'un arbre feuillu mature peut perdre jusqu'à 40 000 gallons par jour.
Les taux de transpiration dépendent de la température, de l'humidité, du vent, de l'humidité du sol et des espèces végétales. Dans les environnements arides, les plantes succulentes et les cactus ont développé un contrôle stomatique spécialisé pour minimiser la perte d'eau, tandis que les espèces tropicales maintiennent des taux de transpiration plus élevés pour soutenir une croissance rapide.
Les plantes utilisent un système hautement coordonné – osmose racinaire, transport du xylème, mouvement des nutriments du phloème et régulation stomatique – pour transporter efficacement l’eau et les nutriments. Ce processus complexe entretient non seulement la vie végétale, mais façonne également les cycles mondiaux de l'eau, le refroidissement des climats et le maintien de l'humidité atmosphérique.