Xylème

Fonction du xylème

Commençons par examiner la fonction des cellules du xylème.

Le xylème des plantes achemine l'eau et les nutriments depuis l'interface plante-sol jusqu'aux tiges et aux feuilles, et assure également le soutien mécanique et le stockage. Le xylème transporte l'eau et les ions inorganiques dans un flux unidirectionnel des racines(puits) aux feuilles(source) dans un processus connu sous le nom de transpiration.

Pour comprendre ce processus, nous devons d'abord apprendre quelles sont les propriétés de l'eau qui permettent à ce processus de se produire.

Propriétés de l'eau

L'eau possède trois propriétés qui sont essentielles pour maintenir le flux de transpiration vers le haut de la plante. Ces propriétés sont l'adhérence, la cohésion et la tension superficielle.

L'adhérence

L'adhésion fait référence à l'attraction entre deux substances différentes. Dans ce cas, les molécules d'eau sont attirées par les parois du xylème. Les molécules d'eau s'accrochent aux parois du xylème parce que celles-ci sont chargées.

Les molécules d'eau se déplacent par capillarité. Cela crée une plus grande tension dans les parois du xylème, ce qui permet un mouvement efficace de l'eau.

Cohésion

La cohésion fait référence à la capacité d'une molécule à se coller à d'autres molécules du même type. Les forces de cohésion dans l'eau sont créées par des liaisons hydrogène. Les liaisons hydrogène se forment entre les molécules d'eau parce que l'eau est polaire (elle a une répartition déséquilibrée des charges).

Fig. 1 - Les propriétés de cohésion et d'adhésion de l'eau

La tension superficielle

Outre la cohésion et l'adhésion, la tension superficielle de la sève du xylème (eau contenant des minéraux dissous) est également importante. Une substance ayant une tension superficielle signifie qu'elle aura tendance à occuper le moins d'espace possible ; la cohésion permet cela, car elle permet aux molécules d'une même substance de rester proches les unes des autres.

La tension superficielle de la sève du xylème est créée par le courant de transpiration, qui fait remonter l'eau dans le xylème. L'eau est attirée vers les stomates, où elle s'évapore.

Fig. 2 - Le flux de transpiration dans le xylème

Adaptations et structure des cellules du xylème

Lescellules du xylème sont adaptées à leur fonction. En perdant leurs parois terminales, le xylème forme untube continu et creux , renforcé par une substance appelée lignine.

Le xylème contient quatre types de cellules :

• Trachéides - cellules durcies longues et étroites avec des piqûres.
• Éléments des vaisseaux du xylème - méta-xylème (la partie primaire du xylème qui s'est différenciée après le proto-xylème) et proto-xylème (formé à partir du xylème primaire et arrivant à maturité avant l'allongement complet des organes de la plante).
• Parenchyme - le seul tissu vivant du xylème, dont on pense qu'il joue un rôle dans le stockage de l'amidon et des huiles.
• Sclérenchyme - fibres du xylème

Les trachéides et les éléments des vaisseaux du xylème conduiront le transport de l'eau et des minéraux. Le xylème possède plusieurs adaptations qui permettent un transport efficace de l'eau :

• Pas de parois terminales entre les cellules - l'eau peut s'écouler en utilisant le flux de masse . La cohésion et l'adhésion (propriétés de l'eau) jouent ici un rôle crucial car elles s'accrochent les unes aux autres et aux parois du xylème.
• Lescellules ne sont pas vivantes - dans le xylème mature, les cellules sont mortes (à l'exception des cellules de stockage du parenchyme). Elles n'interfèrent pas avec le flux de masse de l'eau.
• Lesystème d'écoulement unidirectionnel permet le mouvement ascendant continu de l'eau entraîné par le courant de transpiration.
• Vaisseaux étroits - cela favorise la capillarité de l'eau et évite les ruptures dans la chaîne de l'eau.

Fig. 3 - La structure du xylème

Le xylème dans le soutien des plantes

Lalignine est le principal élément de soutien du tissu du xylème. Les deux principales caractéristiques sont :

• Descellules lignifiées - la lignine est une substance qui renforce les parois des cellules du xylème, ce qui permet à ce dernier de résister aux variations de pression de l'eau lorsqu'elle se déplace dans la plante.
• Lesparois possèdent des piqûres - des piqûres se forment là où la lignine est plus fine. Elles permettent au xylème de résister à la pression de l'eau lorsqu'elle fluctue dans la plante.

Disposition des faisceaux vasculaires chez les monocotylédones et les dicotylédones.

Il existe des différences dans la répartition des faisceaux vasculaires chez les plantes monocotylédones (monocot) et dicotylédones (dicot). En bref, les faisceaux vasculaires contenant le xylème et le phloème sont dispersés chez les monocotylédones et sont disposés en anneau chez les dicotylédones.

Tout d'abord, abordons les principales différences entre les monocotylédones et les dicotylédones.

Quelle est la différence entre les monocotylédones et les dicotylédones ?

Il existe cinq caractéristiques principales qui diffèrent entre les monocotylédones et les dicotylédones :

1. La graine : les monocotylédones possèdent deux cotylédons, tandis que les dicotylédones n'en ont qu'un. Un cotylédon est une feuille de graine qui réside à l'intérieur de l'embryon de la graine pour l'alimenter.
2. La racine : les monocotylédones ont des racines fibreuses, fines et ramifiées qui poussent à partir de la tige (par exemple, le blé et les graminées). Les dicots ont une racine centrale dominante à partir de laquelle se formeront des branches plus petites (par exemple, les carottes et les betteraves).
3. Structure vasculaire de la tige : les faisceaux de xylème et de phloème sont dispersés chez les monocotylédones et sont disposés en anneau chez les dicotylédones.
4. Feuilles : les feuilles des monocotylédones sont étroites et minces, généralement plus longues que celles des dicotylédones. Les monocotylédones ont également des nervures parallèles. Les feuilles des dicots sont plus petites et plus larges ; elles présentent une symétrie isobilatérale (les côtés opposés des feuilles sont similaires). Les dicotylédones ont des nervures en forme de filet.
5. Fleurs : les fleurs des monocotylédones sont des multiples de trois, tandis que celles des dicotylédones sont des multiples de quatre ou cinq.

Fig. 4 - Tableau récapitulatif des caractéristiques des monocotylédones et des dicotylédones

Disposition des faisceaux vasculaires dans la tige de la plante

Dans les tiges des monocotylédones, les faisceaux vasculaires sont dispersés dans les tissus du sol (tous les tissus qui ne sont pas vasculaires ou dermiques). Le xylème se trouve sur la surface intérieure dans le faisceau, et le phloème sur la surface extérieure. Le cambium (une couche de cellules en division active qui favorise la croissance) n'est pas présent.

Dans les tiges des dicots, les faisceaux vasculaires sont disposés en anneau autour d'un cambium. Le xylème est présent dans la partie intérieure de l'anneau du cambium, et le phloème est présent à l'extérieur. Le tissu sclérenchyme comprend des cellules non vivantes minces et étroites (à maturité). Le tissu sclérenchyme n'a pas d'espace interne, mais il joue un rôle essentiel dans le soutien de la plante.

Fig. 5 - Coupe transversale de la tige d'une plante dicot et d'une plante monocotylédone.

Disposition des faisceaux vasculaires dans la racine de la plante

Les monocotylédones ont une racine fibreuse, et les dicotylédones une racine pivotante.

Lorsque tu regardes la coupe transversale de la racine, en général, un seul anneau de xylème sera présent chez les monocotylédones. Le xylème est entouré par le phloème, qui est différent de leurs tiges monocotylédones. La racine des monocotylédones possède plus de faisceaux vasculaires que celle des dicotylédones.

Dans la racine dicot, le xylème est au centre (en forme de x), et le phloème est présent en grappes autour de lui. Le cambium sépare le xylème et le phloème l'un de l'autre.

Fig. 6 - Coupe transversale du tissu racinaire d'une dicot et d'une monocotylédone.