Qu'est-ce qu'une plante ?

La nature en dormance, l’hiver est une période idéale pour acquérir de nouvelles connaissances afin que le jardin rêvé pour la prochaine année puisse apporter des récoltes encore plus abondantes et diversifiées que la saison précédente. Mais avant de nous lancer dès à présent dans l'exploration de techniques particulières de jardinage, prenons un temps pour revenir à la base en nous interrogeant sur ce qu’est une plante.

L’objectif de ce premier article n’est certes pas de faire un exposé approfondi de botanique, mais plutôt de partager quelques connaissances sur l’univers des plantes afin de vous initier, chers jardiniers, au vocabulaire souvent rencontré dans les différents ouvrages de références, ainsi que d’améliorer votre compréhension du mode de fonctionnement des végétaux. Les plantes étant des êtres vivants, bien les connaître permet de mieux comprendre leurs besoins, en s'assurant que nos interactions avec elles soient minimales, efficaces et écologiques, dans un but de productivité abondante et naturelle.

Les fonctions des plantes dans le monde du vivant

Malgré leur relative immobilité, les plantes sont des êtres complexes autant du point du vue des réactions dont elles sont capables pour assurer leur survie, que de celui des relations qu’elles entretiennent avec leur environnement. Soulignons que sans elles, notre existence ainsi que celle de millions d’organismes vivants n’aurait pas été possible. Nous leur devons rien de moins que l’air que nous respirons et la nourriture que nous mangeons. En effet, elles sont à la base de la chaîne alimentaire et nous offrent des matières premières pour nous loger, nous vêtir et nous divertir. Sans oublier qu’elles assainissent notre environnement des nombreux polluants et ont un rôle indéniable dans la diversification de nos écosystèmes.

Le fonctionnement des plantes

Autotrophie et photosynthèse

Si leur fonction est à ce point essentiel dans l’univers du vivant, c’est principalement grâce à une capacité très importante, soit celle de pouvoir générer leur propre nourriture à partir de matière non vivante. C’est ce que l’on nomme l’autotrophie. Contrairement à nous, êtres humains, qui devons quotidiennement puiser notre énergie dans des composés organiques pour assurer notre survie (hétérotrophie), les plantes peuvent croître et se développer en absorbant uniquement la matière inorganique située dans leur environnement immédiat. Cette fascinante aptitude est possible grâce à la photosynthèse, cette réaction qui permet d’utiliser l’énergie solaire pour transformer le CO2 et l’eau en sucres et en oxygène.

Cette réaction se produit principalement dans les feuilles grâce à la présence de microscopiques structures nommées les chloroplastes. C’est d’ailleurs dans les chloroplastes que l’on retrouve la chlorophylle qui donne la couleur verte aux plantes. En fait, toutes les parties vertes des plantes en contiennent et produisent de la photosynthèse.

Transpiration 

L'eau assure plusieurs fonctions essentielles. Elle permet de garder les cellules turgescentes, c’est-à-dire gonflées, ce qui maintient du tonus de la plante. Elle joue également un rôle de solvant, permettant aux différentes substances (sucres, acides aminés, etc.) de circuler dans la plante, et est impliquée dans différentes réactions telle que  la photosynthèse.

Les plantes perdent continuellement de l’eau par transpiration, soit de l'eau sous forme de vapeur. Ce phénomène se produit à 90% au niveau des feuilles à travers les stomates, de microscopiques trous principalement retrouvés sur la surface inférieure.  Transpiration et photosynthèse sont intimement reliées puisque les stomates sont également le lieu d’échange du CO2 et de l’O2 entre la plante et l’atmosphère.

Lors de la photosynthèse, il y a ouverture des stomates afin de capter le CO2 ce qui met en contact la solution de l'atmosphère avec celle de la plante. L’air étant généralement plus sec que l’intérieur de la feuille, il se crée une différence de potentiel hydrique qui induit la sortie de l’eau. Cette différence se propage dans les vaisseaux du xylème, lieu du transport de la sève brute constituée d’eau et de sels minéraux absorbés par les racines. Le xylème  se retrouve alors sous tension faisant ainsi remonter la sève brute des racines jusqu’aux feuilles.

Afin que l’équilibre soit maintenue, l’eau perdue par transpiration doit être remplacée par celle  absorbée au niveau des racines. La plante régule sa transpiration en fonction des conditions du milieu. Si elle ne parvient pas à combler ses besoins, en cas de sécheresse par exemple, elle refermera ses stomates pour limiter les pertes d’eau. Ceci aura toutefois pour effet de diminuer la photosynthèse. Un manque d’eau n’a donc pas uniquement un effet sur l’équilibre hydrique de la plante, mais également sur sa production de matière organique et donc sur le développement. Voilà pourquoi il est essentiel de bien évaluer les besoins en eau chez les plantes.

Les modes de reproduction des plantes

Deux modes de reproduction sont possibles chez les végétaux. Nous retrouvons d’abord la reproduction asexuée ou végétative permettant à une plante de produire un clone d’elle-même à partir de l’une ou de plusieurs de ses cellules ou encore d’un organe. Le bagage génétique de la plante ainsi produite sera en tout point identique à celui du plant-mère. Le bouturage, le marcottage, la division ou le greffage sont des techniques de multiplication de végétaux faisant appel à la reproduction asexuée.

Les plantes ont également la capacité de se reproduire de façon sexuée. Ce mode de reproduction implique l’union de deux gamètes, c’est-à-dire la fécondation d’une cellule reproductive femelle par une cellule reproductive mâle. Le résultat de la fusion de ces gamètes est une graine contenant un embryon dont le bagage génétique sera un mélange des deux cellules reproductives. En résumé, une fleurs pollinisée se transforme en fruits comprenant des semences.

Située la plante dans l’univers du vivant

Pour tenter de définir ce qu’est une plante, nous pouvons également la situer dans le monde du vivant. Grâce à la génétique, il a été possible d'identifier et de comparer les génomes, c’est-à-dire la séquence d’ADN, de millions d’organismes vivants qui peuplent notre terre. Ceci a permis de définir les liens évolutifs qui les unissent. Nous pouvons donc situer les plantes dans le grand domaine des Eucaryotes qui comprend tous les êtres vivants possédant des cellules dont l’ADN est contenu dans un noyau. Le domaine des eucaryotes est lui-même divisé en 4 règnes: les Protistes, les Champignons, les Animaux et les Végétaux. Les plantes faisant évidemment partie de ce dernier groupe. Le règne des Végétaux a connu une évolution s’échelonnant sur plus de 475 millions d'années à partir des algues vertes. L’étude des différentes espèces présentent aujourd’hui nous a permis de retracer le fil des adaptations qui sont peu à peu apparues. Les végétaux sont désormais catégorisés dans différents groupes en fonction de leur niveau d’évolution. 

Le groupe des Bryophytes est le plus ancien d’entre tous. On y retrouve notamment les mousses. Les végétaux de ce groupe n’ont ni système vasculaire ni véritable système racinaire. Leur reproduction est assurée par les spores. Le second groupe se nomme Ptéridophytes et comprend, entre autres, les fougères et les prêles. Se sont des végétaux sans fleur et sans graines se reproduisant donc également par spores. Contrairement aux Bryophytes, ils possèdent des feuilles, des racines et des tissus conducteurs (xylème et phloème) responsable du transport de l’eau et des sel minéraux.

Les végétaux les plus évolués sont les Spermatophytes qui possèdent des tissus conducteurs, des tiges, des racines, des feuilles et un mode de reproduction sexué. Ce groupe peut lui-même être subdivisé en deux. On retrouve les Gymnospermes chez qui nous retrouvons des ovules et des graines nus sur des cônes. Les conifères en sont des exemples. Finalement, il y a les Angiospermes qui portent les ovules dans l’ovaire et les graines dans un fruit. En raison de l’avantage adaptatif conféré par leur mode de reproduction, les espèces de ce groupe sont maintenant les plus nombreuses sur terre.

Les arbres, arbustes et herbacées vivaces et annuelles retrouvés chez Croque Paysage sont, pour la plupart, des Angiospermes. La prochaine section abordant les parties de la plante fera donc davantage référence à ce groupe.

Les parties de la plante

Chez les végétaux les plus évolués, nous retrouvons d’une part l’appareil végétatif qui comprend les feuilles, les tiges et les racines et, d’autre part, l’appareil reproducteur constitué des fleurs, des fruits et les graines. Véritable cadeau pour nos sens, la variété de formes, de tailles, de morphologie et de couleurs a d’abord et avant tout pour rôle de permettre à la plante de capter le maximum de ressources de son environnement spécifique.

Appareil végétatif

La tige

Qu'elle soit dressée, rampante ou grimpante, la tige joue à la fois un rôle de support, de transport et d'emmagasinage des réserves. Alors que chez les arbres, elle mesure plusieurs mètres de hauteur, elle peut n’être que de quelques centimètres chez les herbacées. Pour certaines espèces, la tige peut être souterraine. On parle parfois alors de bulbes, de  rhizomes ou de cormes.

C’est au niveau de la tige que l’on retrouve de petits renflements nommés les bourgeons. Lorsqu’ils sont situés à l’extrémité de la tige, on les nomme bourgeons apicaux. Ils permettent à la plante de croître en longueur et de se ramifier. Ceux retrouvés sur les côtés sont les bourgeons axillaires. Ces derniers donnent naissance  aux feuilles et aux fleurs. Les points de jonction entre les bourgeons et la tige se nomment les nœuds et les espaces situés entre deux nœuds représentent les entre-nœuds. 

À l’intérieur de la tige se trouvent des vaisseaux qui permettent le transport de la sève. On nomme phloème les vaisseaux transportant les produits de la photosynthèse (sucres, acides aminés et eau ). L’eau et les sels minéraux absorbés dans la racine remonteront jusqu’aux feuilles dans des vaisseaux du xylème. La sève voyageant dans le phloème est appelée sève élaborée ou organique alors que celle voyageant dans le xylème porte le nom de sève brute.

Les racines

Alors que certaines plantes auront des racines massives et profondes, d’autres auront un système superficiel et parfois même envahissant. Ces caractéristiques seront importantes à considérer lorsqu’il sera question des besoins d’irrigation, de fertilisation ou d’espace.

Au niveau de leurs rôles, les racines permettent d’ancrer les végétaux dans le sol. Lors de l’impressionnante tempête en mai 2022, nous avons pu prendre conscience de l’importance de cette fonction lorsque plusieurs conifères, caractérisés par leur système racinaire horizontal et peu profond, ont été déracinés.

Les racines sont également responsables d’absorber l’eau et les sels minéraux présents dans le sol. Les petits poils absorbants présents sur l’une des parties des racines améliorent la capacité d'absorption. Tout comme la tige, les racines renferment les vaisseaux du xylème et du phloème ce qui leur permettent d’assurer le transport de la sève brute et de la sève élaborée. Elles sont également un lieu d’entreposage pour les réserves. Nous sommes d’ailleurs témoins de cette capacité d’entreposage lorsque nous récoltons et savourons carottes, rutabagas, panais, crosnes, livèche, salsifis noir… tous des exemples de réserves racinaires. Finalement, les racines produisent et transportent également des phytohormones qui ont pour rôle la régulation de la croissance de la plante.

Il existe une relation de collaboration entre le système racinaire et certaines bactéries et  champignons présents dans le sol. Grâce à cette symbiose, les végétaux peuvent absorber davantage d’eau et de sels minéraux. En échange, ces derniers leur fournissent des sucres et des acides aminés. La mycorhize que nous ajoutons lors de la plantation de nos annuelles et nos vivaces permet d'accroître la population de ces champignons bénéfiques en périphérie des racines.

Les feuilles

Les feuilles sont souvent l’un des premiers éléments qui frappe l'œil lorsque nous observons une plante. C’est bien souvent grâce à elles que nous parvenons à distinguer les différentes espèces. Les variantes morphologiques observées sont le résultat d’un long processus adaptatif permettant à chacune d’elles de capter le plus d’énergie solaire en fonction de l’environnement dans lequel l’espèce a évolué.

Les feuilles ont généralement une symétrie bilatérale. Le limbe, partie étalée de la feuille, est traversé par une nervure principale ainsi que des nervures secondaires. Le limbe se rattache à la tige grâce au pétiole. Lorsqu’il y a absence de pétiole, on dit de la feuille qu’elle est sessile ou apétiolée. À noter que dans le groupe des Gymnosperme, les feuilles sont aciculaires (en forme d’aiguille) alors que dans le groupe des Ptéridophytes, elles portent le nom de frondes.

La feuille est qualifiée de simple lorsqu’elle comporte qu’une seule pièce foliaire alors qu'elle est dite composée lorsqu’elle en compte plusieurs portant le nom de folioles.

Tel que décrit précédemment, les feuilles ont pour rôle principal de faire de la photosynthèse. C’est également à ce niveau que s’effectue la transpiration (rejet de  la vapeur d’eau) ainsi que les échanges gazeux (gaz carbonique et oxygène)  avec l’atmosphère. Ces deux phénomènes sont possibles en raison de la présence des stomates, de microscopiques ouvertures situées majoritairement sur la face inférieure des feuilles. Les stomates peuvent s’ouvrir et se refermer selon les besoins de la plante.

L'appareil reproducteur

Lorsque nous parlons de l’appareil reproducteur, nous faisons référence à l’ensemble des structures impliquées dans la formation d’une graine. Ici, il sera uniquement question de celles retrouvées chez les Angiospermes, seul groupe chez qui la reproduction est assurée par la fleur.

La fleur complète est composée de l’extérieur vers l’intérieur respectivement des sépales, des pétales, des organes mâles et des organes femelles. On appelle calice l’ensemble des sépales et corolle l’ensemble des pétales. Les étamines constituent la partie mâle de la fleur. Ils sont composés des filets et  des anthères. C'est dans les anthères que se trouvent les grains de pollen. La partie femelle de la fleur comprend pour sa part l'ovaire, le ou les ovules, le style et le stigmate.

Lorsqu’une fleur porte à la fois les organes mâles et les organes femelles, elle est complète. Or, certaines espèces présentent des variations par rapport à ce modèle. Par exemple, elles peuvent porter des fleurs unisexuées mâles et des fleurs unisexuées femelles sur le même plant. Ces espèces sont alors qualifiées de monoïques (ex: maïs). Lorsque l’on retrouve des organes femelles et des organes mâles sur des individus différents, l’espèce est dite dioïque. Certaines fleurs sont sans pétales (apétalée) et d’autres ont des pétales et des sépales semblables (tépales).

Celui-ci sera entouré d’une réserve d’énergie ainsi que d’enveloppes de protection rigides nommées les téguments.

Les semences

La semence provient de la transformation de l'ovule d'une fleur après fécondation. En fait, la fleur fécondée se transforme en fruit qui contient les semences. Pour qu’une graine puisse se former, il faut qu’un grain de pollen soit déposé par le vent, un insecte, un animal ou un être humain sur le stigmate. Cette étape porte le nom de pollinisation. Les cellules reproductives mâles pourront alors voyager dans le style jusqu’à l’ovaire afin d’y féconder un ovule. Un zygote sera alors formé et sa division mènera au développement d’un embryon. Celui-ci se compose d'une petite tige nommée tigelle, un bourgeon nommé gemmule, une petite racine nommée radicule et des feuilles de réserves nommées cotylédons, Cet embryon et une substance de réserve nommée endosperme sont entourés d'une coquille de protection nommée tégument. 

Une semence c’est en fait une plante miniature qui attend les meilleures conditions pour se déployer. Lorsqu’elle est en présence de chaleur, d’humidité adéquate et d’oxygène, le processus de germination peut s’enclencher. La petite racine sort ensuite du tégument, puis la plantule sort de la terre.

Pour se transformer en plantule viable par le processus de germination, la semence doit puiser dans ses réserves afin de déployer ses cotylédons qui pourront faire de la photosynthèse nécessaire à la production des sucres pour sa survie et sa croissance. Le processus de germination se termine donc lorsque les cotylédons sont déployés, prêts à faire de la photosynthèse. À l'exception des semences photosensibles (ex. : la laitue), la majorité des semences n'ont donc pas besoin de lumière pour germer.

Ici s’achève le tour d’horizon de différentes facettes touchant la vie des plantes. L'autotrophie, la photosynthèse, la transpiration, le mode de reproduction et les différentes parties des plantes sont désormais des sujets qui vous sont familiers ce qui, nous le pensons, fait de vous  des jardiniers plus sensibles à leurs besoins. Chacun de ces sujets n'étant qu'une petite introduction, nous vous encourageons à les approfondir selon vos intérêts, votre pouce vert n'en deviendra que plus luxuriant!