Les cellules du tamis sont celles qui transportent la sève avec des sucres et des nutriments dans le phloème des plantes vasculaires non angiospermes. Ils sont homologues des éléments du tube tamis des angiospermes. Les deux types de cellules restent en vie malgré la perte du noyau et de plusieurs organites essentiels.
Les cellules du tamis sont longues et étroites, avec des extrémités qui se chevauchent. Sur toute leur surface latérale, elles présentent de petites zones poreuses (tamis) en contact avec des cellules albumineuses, parfois appelées cellules de Strasburger.
Source: pixabay.com
Les éléments du tube d'écran sont courts et larges. Ils forment des tubes continus. Près de leurs extrémités, ils ont des plaques poreuses en contact avec des cellules compagnes.
Structure
Comme la plupart des cellules du phloème, les tamis ont une paroi cellulaire composée de cellulose, d'hémicellulose et de pectine. Les écrans sont des dépressions avec des pores jusqu'à 15 μm de diamètre. Ceux-ci peuvent être observés à l'aide d'un microscope optique.
Les pores sont traversés par des ponts, ou tubules cytoplasmiques, entre le tamis adjacent et les cellules albumineuses, qui créent une continuité entre les protoplasmes des deux.
Chacun de ces ponts est entouré d'un cylindre de callose composé d'un β-glucane dense et d'aspect hyalin. Cela évite les fuites du contenu des ponts.
Contrairement aux éléments de tube tamis, le tamis adjacent et les cellules albumineuses ne dérivent généralement pas de la division de la même cellule parentale.
Les structures des parois cellulaires qui, au moyen de ponts, établissent la communication entre les protoplasmes de l'albumine et les cellules de tamis sont appelées plasmodesmes.
Relation avec d'autres cellules
Les plantes vasculaires possèdent deux types de tissus conducteurs complexes organisés en faisceaux vasculaires parallèles le long du cortex des racines, des tiges, des branches et des nervures des feuilles.
D'une part, le xylème distribue de l'eau et des solutés minéraux prélevés dans le sol. De l'autre, le phloème transporte de l'eau, des sucres produits par la photosynthèse et des nutriments précédemment stockés dans d'autres cellules.
Comme le xylème, le phloème est dérivé d'une région de croissance de la tige appelée cambium vasculaire. Son composant principal est les cellules de tamis ou les éléments du tube de tamis.
Le phloème contient également des cellules sclérenchymateuses, avec une fonction de support, des idioblastes, une fonction de sécrétion et des cellules parenchymateuses, avec une fonction de stockage.
Les cellules albumineuses sont également parenchymateuses. Comme les cellules compagnons des angiospermes, elles ont un protoplasme avec des ribosomes et des mitochondries abondants, un réticulum endoplasmique rugueux étendu, des plastes à grains d'amidon et un noyau qui peut être lobé. Ils peuvent également avoir une grande vacuole.
Faute de noyaux et d'organites essentiels, les cellules de tamis ont besoin, pour rester en vie, de la machinerie métabolique, des complexes de protéines et de protéines ribonucléaires, d'autres nutriments, de l'ATP, des molécules de signalisation et des hormones albumineuses.
Le mouvement de ces composés à l'intérieur de la plante ne serait pas possible sans cellules albumineuses.
Fonction
Le mouvement de l'eau et des substances dissoutes dans le phloème peut se produire dans différentes directions à des moments différents. Même certains solutés peuvent se déplacer simultanément dans des directions opposées. Cette capacité est due au fait que le phloème est composé de cellules vivantes, capables de réaliser divers processus métaboliques.
À partir des cellules albumineuses, les sucres produits dans les tissus photosynthétiques sont chargés dans les cellules du tamis. L'augmentation de la concentration de sucres dans ces cellules diminue le potentiel osmotique de la sève, attirant l'eau du xylème adjacent. Cela augmente la turgescence des cellules du tamis.
La pression accrue de la sève l'amène à se déplacer passivement vers les tissus cibles.
Au fur et à mesure que les sucres sont évacués dans ces tissus, la turgescence des cellules du tamis diminue, ce qui entraîne le retour de l'eau vers le xylème. Ce processus se répète de manière cyclique, produisant l'envoi continu de sucres par le phloème et sa décharge dans les tissus cibles.
Dans certaines usines, l'évacuation des sucres dans les cellules du tamis contre un gradient de concentration nécessite l'enzyme adénosine triphosphate.
Décharger les sucres dans les fleurs et les fruits implique une dépense énergétique supplémentaire car le transport doit avoir lieu contre un gradient de saccharose, fructose et glucose.
Périodes de croissance
Pendant les périodes de plus grande croissance végétale, les principales cellules de tamis actives sont celles qui font partie du phloème des organes de stockage de l'amidon et des méristèmes apicaux, racinaires et axillaires en croissance.
Pendant les périodes d'activité photosynthétique intense, les principales cellules actives du tamis sont celles du phloème des feuilles et des organes de stockage.
Pathologie
Les virus qui attaquent les plantes utilisent souvent des systèmes de cellules à tamis ou des éléments de tubes à tamis comme canal pour envahir tout l'organisme.
Les cellules criblées oblitèrent les lésions qui souffrent rapidement du dépôt de callose. Les pucerons ont des pièces buccales spécialement adaptées pour neutraliser cette défense, afin qu'ils puissent sucer la sève en continu pendant des heures. Ces insectes mangeurs de sève et d'autres transmettent des virus qui attaquent les plantes.
Lorsque les cellules du tamis meurent, les cellules albumineuses associées meurent également. C'est une indication de l'étroite interdépendance des deux types de micro-organismes.
On ne sait pas pourquoi de grandes quantités de réticulum endoplasmique tubulaire peuvent provoquer l'occlusion des pores du tamis dans les cellules du tamis des gymnospermes.
Évolution
Le xylème et le phloème ont résolu le problème du transport de l'eau et des nutriments dans les milieux terrestres, permettant l'évolution des grandes plantes et donc l'apparition des forêts et la génération de l'énorme biodiversité qu'elles abritent dans le monde.
En ce qui concerne les éléments du tube tamis et leurs cellules compagnons, le tamis associé et les cellules albumineuses sont considérés comme primitifs. Le fait que des cellules de tamis se trouvent dans toutes les plantes vasculaires sans fleurs, et seulement dans certains angiospermes phylogénétiquement basaux, le montre.
On pense que les angiospermes proviennent de gymnospermes. Ce serait la raison évolutive pour laquelle les systèmes de transport de sève basés sur des éléments de tube tamis sont similaires à ceux basés sur des cellules tamisées. En d'autres termes, les deux systèmes seraient homologues.
Pour preuve de cette homologie, on peut mentionner que les deux systèmes présentent des similitudes remarquables, notamment dans les caractéristiques du protoplaste (perte du noyau et des organites eux-mêmes) et du système de criblage.
Références
- Azcón-Bieto, J., Talón, M. 2006. Fondamentaux de la physiologie végétale. McGraw-Hill, Madrid.
- Beck, CB 2010. Une introduction à la structure et au développement des plantes - anatomie végétale pour le XXIe siècle. Cambridge University Press, Cambridge.
- Evert, RF, Eichhorn, SE 2013. Biologie des plantes. WH Freeman, New York.
- Gifford, EM, Foster, AS 1989. Morphologie et évolution des plantes vasculaires. WH Freeman, New York.
- Mauseth, JD 2016. Botanique: une introduction à la biologie végétale. Apprentissage Jones et Bartlett, Burlington.
- Rudall, PJ Anatomie des plantes à fleurs - une introduction à la structure et au développement. Cambridge University Press, Cambridge.
- Schooley, J. 1997. Introduction à la botanique. Éditeurs Delmar, Albany.
- Stern, RR, Bidlack, JE, Jansky, SH 2008. Introduction à la biologie végétale. McGraw-Hill, New York.