Il y a plusieurs centaines de millions d’années, les premières plantes apparaissent, d’abord sous l’eau, puis sur la terre ferme. Ces premières plantes n’ont ni feuilles ni racines, mais joue un rôle fondamental dans l’apparition du règne animal.
Beaucoup s’entendent sur le fait qu’une plante est un être vivant, de couleur verte, enfonçant ses racines dans la terre et dont les branches, feuilles et fleurs bougent au gré du vent. En réalité, les plantes à fleurs ne constituent qu’une seule branche parmi les 4 différentes qu’ont définies les botanistes, les autres comprenant les végétaux moins évolués tel que les bactéries, champignons, mousses et fougères par exemple, regroupées sous le nom de cryptogames.
Toutes les plantes vertes ont en commun de pouvoir prospérer dans des substrats minéraux, n’ont pas la liberté de mouvement et ne possède ni organe sensoriel ni digestif. A l’inverse, les plantes les plus simples sont une cellule unique, qui se nourrit et se reproduit seule. De nombreux algues et bactéries font partie de cette catégorie.
Avec le temps, les plantes se sont compliquées, afin d’obtenir pour chacune d’elles une structure de feuilles, racines, tiges, fleurs ou graines bien définie selon la variété.
Les plantes à fleurs
Plus de 250 000 espèces de plantes à fleurs sont reconnues dans le monde et sont divisées en deux catégories : les gymnospermes et les angiospermes. La première catégorie renvoie aux plantes à graines nues, comme tous les arbres résineux par exemple. La seconde comprend les plantes dont les graines sont enfermées et protégée par un ovaire, et la plupart des plantes décoratives.
Les graines
La forme, la couleur et l’aspect des graines sont souvent différents selon la variété de la plante en question, mais leur structure de base reste identique.
Le tégument représente l’enveloppe dure de la graine à l’intérieur de laquelle se trouve un tissu de réserve appelé l’albumen, l’embryon et les prémices de la future plante.
La germination
Pour commencer à croître, la graine a besoin d’humidité, d’air, d’obscurité et de chaleur. Le terme de chaleur est propre à chacune des plantes, selon son lieu de développement d’origine.
Dans des conditions propices à la germination, la graine ramollit et se gonfle jusqu’à l’éclatement de l’enveloppe, fissure de laquelle va sortir le premier organe : une racine. La tigelle et la gemmule se développent ensuite pour donner la tige et les feuilles.
La tige et sa structure
La tige a deux fonctions principales : produire et supporter fleurs et feuilles à un endroit idéal pour remplir leurs rôles nourriciers ou reproducteur, et fournir les vaisseaux qui servent à transporter la sève brute des racines jusqu’au système aérien.
Tout comme les graines, elles peuvent être différentes à première vue, mais possèdent de nombreux points communs.
La tige des dicotylédones
Les dicotylédones font partie de la famille des angiospermes dont le système radiculaire est généralement constitué d’un pivot central agrémenté des racines secondaires. Ses feuilles présentent une nervure principale d’où se détachent des nervures latérales.
La tige des dicotylédones est composée de diverses couches, ayant chacune une fonction particulière que l’on peut observer on la coupant. Elle possède également des boutons terminaux qui donnent naissance à des feuilles qui se dispose de part et d’autre de la tige au fur et à mesure de sa croissance. Des boutons auxiliaires, situé le long de la tige donnent naissance à de nouveaux rameaux, à des fleurs ou à des feuilles. Ces feuilles s’insèrent sur la tige au niveau de ce qu’on appelle un noeud, séparés par les entre-noeuds.
La tige des monocotylédones
Les monocotylédones ont de nombreuses racines fasciculées et des feuilles a nervures parallèles. Leur tige est moins complexe car elle ne possède pas de cambium et ne s’épaissit pas au cours du temps. La plupart des monocotylédones sont donc des plantes herbacées dont le système aérien disparaît et réapparaît chaque année.
La racine
Les racines amarrent la plante au sol, et lui permettent également de se fournir en eau et en nourriture. Parfois, elles servent également de réserve aux plantes pour survivre à l’hiver. La partie la plus en surface, dure et foncée, a pour fonction d’assurer le maintien dans le sol du végétal tandis que les extrémités, fragiles et blanchâtres, captent les différents éléments nécessaires au développement de la plante.
Un pied de blé et un pommier absorbe respectivement 5 et 1000 litres d’eau par jour, et ils sont loin d’être des cas exceptionnels. Ce travail demande un effort considérable à la plante afin d’absorber un tel volume d’eau. La partie la plus importante de cette absorption est l’osmose : c’est le processus par lequel l’eau et les substances qui y sont dissoutes traverse la membrane extérieure des racines afin de rejoindre les cellules de la plante. En conséquence, les cellules gonflent créant une pression qui va faire remonter la sève dite « brute » jusque dans la partie supérieure de la plante.
Le système radiculaire
Chaque système est différent selon la plante, mais aussi la texture, la structure et la valeur nutritive du sol. Par exemple, les racines à la recherche de nourriture auront tendance à s’étendre plus profondément, à condition que le sol soit suffisamment léger et sableux. A l’inverse, si le sol est dense et lourd, la croissance des racines sera plus difficile en raison de la résistance que le sol émet. C’est pour cette raison que les racines ont tendance à se rependre principalement dans les couches superficielles du sol, puisque plus aéré et plus riche.
Il existe un type de racines bien particulier, appelé racine adventive, qui se développe à n’importe qu’elle endroit sur la plante, particulièrement là où se trouve de nombreuses cellules identiques et non différenciées comme dans les noeuds. On utilise cette faculté lors d’un marcottage ou d’un bouturage d’une plante.
Formes et fonctions de la feuille
Si pour beaucoup de jardinier amateur, la forme, la texture et la couleur des feuilles a un rôle esthétique dans le jardin, il ne faut pas non plus oublier qu’elles sont le lieu de synthèse d’une grande partie des aliments de la plante.
La photosynthèse
Les feuilles ont le pouvoir de transformer l’énergie lumineuse qu’elle reçoit en sucre et autres substances organiques à partir de la sève brute et du gaz carbonique atmosphérique.
Le gaz et l’eau parvenu dans les cellules chlorophylliennes crée une série de réactions chimiques ayant comme déclencheur l’énergie lumineuse capté par la chlorophylle.
En résumé, 6 molécules d’eau et autant de CO² sont recombinées pour former un molécule plus complexe appelée glucose, libérant par la même occasion 6 atomes d’hydrogène retournant dans l’atmosphère via les stomates.
Le glucose est stocké puis se transforme en d’autres sucre comme le saccharose et le fructose, mais aussi en amidon. C’est ce dernier qui va se retransformer pour obtenir des sucres transportables par le phloème et qui sera acheminé hors de la feuille.
Une partie du sucre synthétisé est transformé en cellulose afin d’assurer la rigidité de la plante, une autre est stocké à l’état d’amidon, mais la plupart est consommée par la plante dans sa croissance.
La chlorose est une carence en chlorophylle, lié a un manque d’éléments nécessaires à sa fabrication, qui peut aller jusqu’à tuer la plante.
Les plantes à feuillages colorés sont également concernée par la photosynthèse, seulement des pigments anthocyaniques masquent la présence de la chlorophylle sans en diminuer l’efficacité.
En revanche, les feuillages panachés de blanc ou de jaunes ne possèdent que peu ou pas de chlorophylles et doivent ainsi être cultivés dans des conditions particulières qui sont propres à chaque variété.
La lumière joue un rôle direct dans la photosynthèse puisque sans elle s’arrête, tout comme la croissance de la plante, et à l’inverse lorsqu’elle est abondante la photosynthèse est d’autant plus importante. Au niveau des pétioles, la majorité des plantes semblent posséder un mécanisme leur permettant de réguler cet apport en lumière en faisant varier l’importance de la surface d’exposition au soleil, le cas le plus flagrant et populaire étant le tournesol.
La photosynthèse diminue et s’arrête à des températures trop basses ou trop hautes, mais ces températures varient selon la plante et le milieu dans lequel elles évoluent. Chez la plupart des plantes de plein air, on peut observer le commencement de la photosynthèse aux alentours de 4°C, qui va augmenter jusqu’à 32°C environ, pour décroître au-delà.
La structure de la feuille
Les pétioles sont, pour les plantes qui en possèdent, l’endroit où la fleur se rattache à la tige. Ils servent à transformer le feuillage des plantes en piège à lumière en orientant la surface réceptive de la feuille pour qu’elle capte un maximum de rayons lumineux. Il assure également la connexion du système vasculaire général avec les nervures.
Les nervures sont à la fois le squelette et les canaux de transport de la feuille : par ces nervures arrivent l’eau et les minéraux, et repartent les aliments élaborés en direction du reste de la plante.
Le limbe correspond à la partie plate supérieure de la feuille, assurant la majorité de la photosynthèse de la plante. Il est composé de nombreuses sous-parties possédantes chacune une fonctionnalité particulière et complexe, comme le parenchyme chlorophyllien, le parenchyme chlorophyllien palissadique, le parenchyme lacuneux, etc.
Les stomates sont regroupés sur toute la partie inférieure de la feuille. En effet, en l’observant vous remarquez de nombreux petits trous responsables de l’adaptation des échanges gazeux selon les conditions de vie de la plante (plus ou moins sec, froid, etc.) : ce sont les stomates. La rétraction ou la dilatation de ces « pores » permet d’augmenter ou de diminuer l’importance de ces échanges.