30.2 : Tiges
- Page ID
- 189434
Compétences à développer
- Décrire la fonction principale et la structure de base des tiges
- Comparer et contraster les rôles du tissu dermique, du tissu vasculaire et du tissu moulu
- Distinguer la croissance primaire de la croissance secondaire dans les tiges
- Résumez l'origine des anneaux annuels
- Énumérer et décrire des exemples de tiges modifiées
Les tiges font partie du système racinaire d'une plante. Leur longueur peut aller de quelques millimètres à des centaines de mètres et leur diamètre peut également varier en fonction du type de plante. Les tiges se trouvent généralement au-dessus du sol, bien que les tiges de certaines plantes, comme la pomme de terre, poussent également sous terre. Les tiges peuvent être de nature herbacée (molle) ou ligneuse. Leur fonction principale est de soutenir la plante en tenant les feuilles, les fleurs et les bourgeons ; dans certains cas, les tiges stockent également de la nourriture pour la plante. Une tige peut être non ramifiée, comme celle d'un palmier, ou très ramifiée, comme celle d'un magnolia. La tige de la plante relie les racines aux feuilles, aidant ainsi à transporter l'eau et les minéraux absorbés vers différentes parties de la plante. Il contribue également au transport des produits de la photosynthèse, à savoir les sucres, des feuilles vers le reste de la plante.
Les tiges des plantes, qu'elles soient aériennes ou souterraines, se caractérisent par la présence de nœuds et d'entre-nœuds (Figure\(\PageIndex{1}\)). Les nœuds sont des points d'attache pour les feuilles, les racines aériennes et les fleurs. La région de la tige située entre deux nœuds est appelée entre-nœud. La tige qui s'étend de la tige à la base de la feuille est le pétiole. Un bourgeon axillaire se trouve généralement à l'aisselle, c'est-à-dire dans la zone située entre la base d'une feuille et la tige, où il peut donner naissance à une branche ou à une fleur. L'apex (pointe) de la pousse contient le méristème apical à l'intérieur du bourgeon apical.
Anatomie de
La tige et les autres organes végétaux proviennent des tissus du sol et sont principalement constitués de tissus simples formés de trois types de cellules : les cellules du parenchyme, du collenchyme et du sclérochyme.
Les cellules du parenchyme sont les cellules végétales les plus courantes (Figure\(\PageIndex{2}\)). On les trouve dans la tige, la racine, l'intérieur de la feuille et la pulpe du fruit. Les cellules du parenchyme sont responsables des fonctions métaboliques, telles que la photosynthèse, et elles aident à réparer et à guérir les blessures. Certaines cellules du parenchyme stockent également de l'amidon.
Les cellules du collenchyme sont des cellules allongées dont les parois sont épaissies de manière inégale (Figure\(\PageIndex{3}\)). Ils fournissent un soutien structurel, principalement à la tige et aux feuilles. Ces cellules sont vivantes à maturité et se trouvent généralement sous l'épiderme. Les « cordes » d'une tige de céleri sont un exemple de cellules de collenchyme.
Les cellules du sclérochyme fournissent également un soutien à la plante, mais contrairement aux cellules du collenchyme, beaucoup d'entre elles sont mortes à maturité. Il existe deux types de cellules sclérochymateuses : les fibres et les scléroïdes. Les deux types ont des parois cellulaires secondaires qui sont épaissies par des dépôts de lignine, un composé organique qui est un composant clé du bois. Les fibres sont des cellules longues et fines ; les scléroïdes sont de plus petite taille. Les scléroïdes donnent aux poires leur texture granuleuse. Les humains utilisent les fibres du sclérochyme pour fabriquer du lin et de la corde (Figure\(\PageIndex{4}\)).
Art Connection
Quelles couches de la tige sont constituées de cellules du parenchyme ?
- cortex et moelle
- phloème
- sclérenchyme
- xylème
Comme le reste de la plante, la tige possède trois systèmes tissulaires : le tissu dermique, le tissu vasculaire et le tissu moulu. Chacune se distingue par des types de cellules caractéristiques qui accomplissent des tâches spécifiques nécessaires à la croissance et à la survie de la plante.
Tissu dermique
Le tissu dermique de la tige est principalement constitué d'épiderme, une seule couche de cellules recouvrant et protégeant le tissu sous-jacent. Les plantes ligneuses possèdent une couche extérieure résistante et imperméable composée de cellules de liège, communément appelées écorce, qui les protègent davantage des dommages. Les cellules épidermiques sont les cellules les plus nombreuses et les moins différenciées de l'épiderme. L'épiderme d'une feuille contient également des ouvertures appelées stomates, à travers lesquelles s'effectue l'échange de gaz (Figure\(\PageIndex{5}\)). Deux cellules, appelées cellules de garde, entourent chaque stomie foliaire, contrôlant son ouverture et sa fermeture et régulant ainsi l'absorption du dioxyde de carbone et la libération d'oxygène et de vapeur d'eau. Les trichomes sont des structures ressemblant à des cheveux sur la surface de l'épiderme. Ils aident à réduire la transpiration (perte d'eau par les parties aériennes de la plante), à augmenter la réflectance solaire et à stocker des composés qui défendent les feuilles contre la prédation par les herbivores.
Tissu vasculaire
Le xylème et le phloème qui constituent le tissu vasculaire de la tige sont disposés en brins distincts appelés faisceaux vasculaires, qui s'étendent le long de la tige. Lorsque la tige est vue en coupe transversale, les faisceaux vasculaires des tiges de dicotylédones sont disposés en anneau. Chez les plantes dont les tiges vivent plus d'un an, les faisceaux individuels poussent ensemble et produisent les anneaux de croissance caractéristiques. Dans les tiges monocotylédones, les faisceaux vasculaires sont dispersés de manière aléatoire dans le tissu du sol (Figure\(\PageIndex{6}\)).
Le tissu du xylème comprend trois types de cellules : le parenchyme du xylème, les trachéides et les éléments vasculaires. Les deux derniers types conduisent l'eau et sont morts à maturité. Les trachéides sont des cellules du xylème dont les parois cellulaires secondaires épaisses sont lignifiées. L'eau se déplace d'une trachéide à l'autre à travers des régions des parois latérales appelées fosses, où les parois secondaires sont absentes. Les éléments des vaisseaux sont des cellules du xylème aux parois plus fines ; elles sont plus courtes que les trachéides. Chaque élément de cuve est relié au suivant au moyen d'une plaque de perforation située sur les parois terminales de l'élément. L'eau s'écoule à travers les plaques de perforation pour remonter dans la plante.
Le tissu du phloème est composé de cellules du tube tamis, de cellules compagnes, de parenchyme du phloème et de fibres du phloème. Une série de cellules du tube de tamis (également appelées éléments du tube de tamis) sont disposées bout à bout pour former un long tube de tamis, qui transporte des substances organiques telles que des sucres et des acides aminés. Les sucres s'écoulent d'une cellule du tube à tamis à l'autre à travers des tamis perforés, qui se trouvent aux jonctions terminales entre deux cellules. Bien qu'ils soient encore vivants à maturité, le noyau et les autres composants cellulaires des cellules du tube tamis se sont désintégrés. Les cellules compagnes se trouvent à côté des cellules du tube tamis, ce qui leur fournit un soutien métabolique. Les cellules compagnes contiennent plus de ribosomes et de mitochondries que les cellules du tube tamis, qui sont dépourvues de certains organites cellulaires.
Tissu moulu
Les tissus du sol sont principalement constitués de cellules du parenchyme, mais peuvent également contenir des cellules de collenchyme et de sclérochyme qui aident à soutenir la tige. Le tissu du sol situé vers l'intérieur du tissu vasculaire d'une tige ou d'une racine est appelé moelle, tandis que la couche de tissu située entre le tissu vasculaire et l'épiderme est appelée cortex.
Croissance des tiges
La croissance des plantes se produit lorsque les tiges et les racines s'allongent. Certaines plantes, en particulier celles qui sont ligneuses, augmentent également en épaisseur au cours de leur vie. L'augmentation de la longueur de la pousse et de la racine est appelée croissance primaire et résulte de la division cellulaire dans le méristème apical de la pousse. La croissance secondaire se caractérise par une augmentation de l'épaisseur ou de la circonférence de la plante et est provoquée par la division cellulaire dans le méristème latéral. La figure\(\PageIndex{7}\) montre les zones de croissance primaire et secondaire d'une plante. Les plantes herbacées connaissent principalement une croissance primaire, avec pratiquement aucune croissance secondaire ni augmentation d'épaisseur. Une croissance secondaire ou « bois » est perceptible chez les plantes ligneuses ; elle est présente dans certains dicotylédones, mais très rarement chez les monocotylédones.
Certaines parties de la plante, telles que les tiges et les racines, continuent de croître tout au long de la vie de la plante : un phénomène appelé croissance indéterminée. D'autres parties de la plante, telles que les feuilles et les fleurs, présentent une croissance déterminée, qui cesse lorsqu'une partie de la plante atteint une taille particulière.
Croissance primaire
La plus grande partie de la croissance primaire se produit au sommet, ou à l'extrémité, des tiges et des racines. La croissance primaire est le résultat de la division rapide des cellules dans les méristèmes apicaux situés à l'extrémité de la pousse et à l'extrémité de la racine. L'élongation cellulaire ultérieure contribue également à la croissance primaire. La croissance des pousses et des racines au cours de la croissance primaire permet aux plantes de rechercher continuellement de l'eau (racines) ou de la lumière du soleil (pousses).
L'influence du bourgeon apical sur la croissance globale de la plante est connue sous le nom de dominance apicale, qui diminue la croissance des bourgeons axillaires qui se forment sur les côtés des branches et des tiges. La plupart des conifères présentent une forte dominance apicale, produisant ainsi la forme conique typique du sapin de Noël. Si le bourgeon apical est retiré, les bourgeons axillaires commenceront à former des branches latérales. Les jardiniers en profitent lorsqu'ils taillent les plantes en coupant le dessus des branches, favorisant ainsi la pousse des bourgeons axillaires et donnent à la plante une forme touffue.
Lien vers l'apprentissage
Regardez cette vidéo de BBC Nature qui montre comment la photographie accélérée capture la croissance des plantes à grande vitesse.
Croissance secondaire
L'augmentation de l'épaisseur de la tige qui résulte de la croissance secondaire est due à l'activité des méristèmes latéraux, qui sont absents chez les plantes herbacées. Les méristèmes latéraux incluent le cambium vasculaire et, chez les plantes ligneuses, le cambium du liège (voir Figure\(\PageIndex{8}\)). Le cambium vasculaire est situé juste à l'extérieur du xylème primaire et à l'intérieur du phloème primaire. Les cellules du cambium vasculaire se divisent et forment le xylème secondaire (trachéides et éléments vasculaires) vers l'intérieur et le phloème secondaire (éléments du tamis et cellules compagnes) vers l'extérieur. L'épaississement de la tige qui se produit lors de la croissance secondaire est dû à la formation de phloème et de xylème secondaires par le cambium vasculaire, ainsi qu'à l'action du cambium en liège, qui forme la couche externe résistante de la tige. Les cellules du xylème secondaire contiennent de la lignine, qui leur confère résistance et résistance.
Chez les plantes ligneuses, le cambium du liège est le méristème latéral le plus externe. Elle produit des cellules de liège (écorce) contenant une substance cireuse appelée subérine qui peut repousser l'eau. L'écorce protège la plante contre les dommages physiques et contribue à réduire la perte d'eau. Le cambium en liège produit également une couche de cellules appelée phelloderme, qui pousse vers l'intérieur à partir du cambium. Le cambium du liège, les cellules du liège et le phelloderme sont collectivement appelés périderme. Le périderme se substitue à l'épiderme des plantes matures. Chez certaines plantes, le périderme possède de nombreuses ouvertures, appelées lenticelles, qui permettent aux cellules internes d'échanger des gaz avec l'atmosphère extérieure (Figure\(\PageIndex{8}\)). Cela fournit de l'oxygène aux cellules vivantes et métaboliquement actives du cortex, du xylème et du phloème.
Bagues annuelles
L'activité du cambium vasculaire donne naissance à des anneaux de croissance annuels. Pendant la saison de croissance printanière, les cellules du xylème secondaire ont un grand diamètre interne et leurs parois cellulaires primaires ne sont pas trop épaisses. C'est ce que l'on appelle le bois ancien ou bois de printemps. À l'automne, le xylème secondaire développe des parois cellulaires épaisses, formant du bois tardif ou du bois d'automne, qui est plus dense que le bois précoce. Cette alternance de bois précoce et tardif est due en grande partie à une diminution saisonnière du nombre d'éléments vasculaires et à une augmentation saisonnière du nombre de trachéides. Il en résulte la formation d'un anneau annuel, qui peut être vu comme un anneau circulaire dans la section transversale de la tige (Figure\(\PageIndex{9}\)). Un examen du nombre de cernes annuels et de leur nature (comme leur taille et l'épaisseur de la paroi cellulaire) peut révéler l'âge de l'arbre et les conditions climatiques dominantes à chaque saison.
Modifications des tiges
Certaines espèces végétales ont des tiges modifiées qui sont particulièrement adaptées à un habitat et à un environnement particuliers (Figure\(\PageIndex{10}\)). Un rhizome est une tige modifiée qui pousse horizontalement sous terre et qui comporte des nœuds et des entre-nœuds. Des pousses verticales peuvent provenir des bourgeons du rhizome de certaines plantes, comme le gingembre et les fougères. Les bulbes ressemblent aux rhizomes, sauf qu'ils sont plus arrondis et charnus (comme chez les glaïeuls). Les bulbes contiennent de la nourriture stockée qui permet à certaines plantes de survivre à l'hiver. Les stolons sont des tiges qui s'étendent presque parallèlement au sol, ou juste sous la surface, et qui peuvent donner naissance à de nouvelles plantes aux nœuds. Les rongeurs sont un type de stolon qui court au-dessus du sol et produit de nouvelles plantes clones aux nœuds à des intervalles variables : les fraises en sont un exemple. Les tubercules sont des tiges modifiées qui peuvent emmagasiner de l'amidon, comme on le voit dans la pomme de terre (Solanum sp.). Les tubercules apparaissent sous la forme de l'extrémité enflée des stolons et contiennent de nombreux bourgeons adventifs ou inhabituels (les « yeux » des pommes de terre nous sont familiers). Un bulbe, qui fonctionne comme une unité de stockage souterraine, est une modification d'une tige qui a l'apparence de feuilles charnues élargies émergeant de la tige ou entourant la base de la tige, comme on le voit sur l'iris.
Lien vers l'apprentissage
Regardez la botaniste Wendy Hodgson, du Desert Botanical Garden à Phoenix, en Arizona, expliquer comment les plantes d'agave étaient cultivées à des fins alimentaires il y a des centaines d'années dans le désert de l'Arizona dans cette vidéo : Finding the Roots of an Ancient Crop.
Certaines modifications aériennes des tiges sont les vrilles et les épines (Figure\(\PageIndex{11}\)). Les vrilles sont des brins fins et entrelacés qui permettent à une plante (comme une vigne ou une citrouille) de se soutenir en grimpant sur d'autres surfaces. Les épines sont des branches modifiées qui apparaissent comme des excroissances acérées qui protègent la plante ; les exemples les plus courants incluent les roses, l'orange Osage et la canne du diable.
Résumé
La tige d'une plante porte les feuilles, les fleurs et les fruits. Les tiges se caractérisent par la présence de nœuds (points d'attache des feuilles ou des branches) et d'entre-nœuds (régions entre les nœuds).
Les organes végétaux sont composés de tissus simples et complexes. La tige possède trois systèmes tissulaires : dermique, vasculaire et moulu. Le tissu dermique est l'enveloppe extérieure de la plante. Il contient des cellules épidermiques, des stomates, des cellules de garde et des trichomes. Le tissu vasculaire est composé de tissus de xylème et de phloème et conduit de l'eau, des minéraux et des produits photosynthétiques. Le tissu du sol est responsable de la photosynthèse et du soutien et est composé de cellules du parenchyme, du collenchyme et du sclérochyme.
La croissance primaire se produit à l'extrémité des racines et des pousses, ce qui entraîne une augmentation de la longueur. Les plantes ligneuses peuvent également présenter une croissance secondaire ou augmenter en épaisseur. Chez les plantes ligneuses, en particulier les arbres, des anneaux annuels peuvent se former lorsque la croissance ralentit à la fin de chaque saison. Certaines espèces végétales ont des tiges modifiées qui aident à stocker de la nourriture, à propager de nouvelles plantes ou à décourager les prédateurs. Les rhizomes, les bulbes, les stolons, les rongeurs, les tubercules, les bulbes, les vrilles et les épines sont des exemples de tiges modifiées.
Connexions artistiques
Figure\(\PageIndex{4}\) : Quelles couches de la tige sont constituées de cellules du parenchyme ?
- cortex et moelle
- épiderme
- sclérenchyme
- épiderme et cortex.
- Réponse
-
A et B. Le cortex, la moelle et l'épiderme sont constitués de cellules parenchymateuses.
Lexique
- bourgeon apical
- bourgeon formé à l'extrémité de la pousse
- bourgeon axillaire
- bourgeon situé à l'aisselle : zone de la tige où le pétiole se connecte à la tige
- aboiement
- couche épidermique extérieure résistante et imperméable composée de cellules de liège
- ampoule
- tige souterraine modifiée constituée d'un gros bourgeon entouré de nombreuses écailles foliaires
- cellule de collenchyme
- cellule végétale allongée dont les parois sont épaissies de façon inégale ; fournit un support structurel à la tige et aux feuilles
- cellule compagnon
- cellule phloémique connectée aux cellules du tube tamis ; contenant de grandes quantités de ribosomes et de mitochondries
- bulbe
- tige souterraine arrondie et charnue qui contient des aliments entreposés
- cortex
- tissu moulu situé entre le tissu vasculaire et l'épiderme dans une tige ou une racine
- épiderme
- couche unique de cellules présente dans les tissus dermiques des plantes ; recouvre et protège les tissus sous-jacents
- cellules de garde
- cellules appariées de chaque côté de la stomie qui contrôlent l'ouverture des stomates et régulent ainsi le mouvement des gaz et de la vapeur d'eau
- entre-nœud
- région entre les nœuds de la tige
- lenticelle
- ouverture à la surface des tiges ligneuses matures qui facilite les échanges gazeux
- nœud
- point le long de la tige d'où proviennent les feuilles, les fleurs ou les racines aériennes
- cellule parenchymateuse
- type de cellule végétale le plus courant ; présent dans la tige, la racine, la feuille et dans la pulpe du fruit ; site de photosynthèse et de stockage de l'amidon
- périderme
- couverture externe des tiges ligneuses ; comprend le cambium du liège, les cellules du liège et le phelloderme
- moelle
- tissu moulu situé à l'intérieur du tissu vasculaire d'une tige ou d'une racine
- croissance primaire
- croissance entraînant une augmentation de la longueur de la tige et de la racine ; causée par la division cellulaire dans la tige ou le méristème apical de la racine
- rhizome
- tige souterraine modifiée qui pousse horizontalement jusqu'à la surface du sol et comporte des nœuds et des entre-nœuds
- coureur
- stolon qui court au-dessus du sol et produit de nouvelles plantes clones au niveau des nœuds
- cellule sclérocymateuse
- cellule végétale dotée de parois secondaires épaisses et fournissant un support structurel ; généralement morte à maturité
- croissance secondaire
- croissance entraînant une augmentation de l'épaisseur ou de la circonférence ; causée par le méristème latéral et le cambium du liège
- cellule à tube tamis
- cellule phloémique disposée bout à bout pour former un tube tamis qui transporte des substances organiques telles que des sucres et des acides aminés
- stolon
- tige modifiée qui s'étend parallèlement au sol et peut donner naissance à de nouvelles plantes au niveau des nœuds
- vrille
- tige modifiée composée de brins fins et entrelacés utilisés pour se soutenir ou grimper
- épine
- branche de tige modifiée se présentant sous la forme d'une excroissance acérée qui protège la plante
- trachéide
- cellule de xylème à parois secondaires épaisses qui facilite le transport de l'eau
- trichome
- structure ressemblant à des cheveux sur la surface de l'épiderme
- tubercule
- tige souterraine modifiée adaptée au stockage de l'amidon ; possède de nombreux bourgeons adventifs
- élément du navire
- cellule du xylème qui est plus courte qu'une trachéide et dont les parois sont plus minces