CALIPTRA: CARACTÉRISTIQUES ET FONCTIONS - LA BIOLOGIE - 2025

Caliptra est un terme utilisé principalement en botanique pour définir différents types de tissus protecteurs. Le mot dérive du grec ancien καλύπτρα (kaluptra) qui signifie couvrir, voiler ou couvrir.

Le terme caliptra est utilisé pour définir, chez les plantes bryophytes, un tissu mince en forme de cloche qui protège le sporophyte pendant le développement; dans les plantes à fleurs et à fruits, il s'agit d'un revêtement en forme de calotte qui protège ces structures, et à la racine, il s'agit d'une couche protectrice du système apical.

Caliptra de la mousse Physcomitrella patens. Tiré et édité de: Ralf Reski

En zoologie, par contre, le terme caliptra est utilisé pour définir une petite structure membraneuse bien définie, située au sommet de la deuxième paire d'ailes modifiées (halteres) de mouches et de moustiques, et qui présente un intérêt taxonomique élevé. Dans cet article, seule la signification botanique du terme sera considérée.

L'histoire

L'utilisation du terme caliptra remonte à une longue période, il y a plus de 1800 ans, dans les écrits du grammairien romain Sixth Pompey Festus, qui l'a utilisé dans son ouvrage De Significatione Verborum.

Entre le V et le XV siècle (Moyen Âge), par contre, le terme a été utilisé pour nommer les couvertures de certains types de graines. À partir du XVIIIe siècle, les botanistes de l'époque l'utilisent pour désigner le reste de l'archegonium des mousses.

À la fin du XIXe siècle, le célèbre mycologue et botaniste français Philippe Édouard Léon Van Tieghem a utilisé le terme pour définir une membrane épaisse du parenchyme qui protège la zone de croissance apicale radicale des plantes vasculaires, ce qu'ils appellent aussi aujourd'hui en botanique Faire face.

caractéristiques

Source: Méristème apical de racine d'oignon (»Allium cepa») recouvert par le caliptra. Madrid, 25/03/2007. Photographie: Luis Fernández García {{cc-by-sa-2.5-es}}

Le caliptra est constitué de cellules vivantes du tissu du parenchyme. Il contient généralement des amyloplastes spéciaux avec des granules d'amidon. Il a des cellules de vie moyenne à courte qui, à la mort, sont remplacées par le méristème radical.

Ces cellules sont réparties en rangées radiales. Dans les cellules centrales des Gymnospermes des genres Pinus et Picea (par exemple), elles forment un axe appelé columelle et le méristème est du type ouvert, et dans d'autres groupes de plantes, les cellules sont disposées en rangées longitudinales.

Chez les bryophytes, il est utilisé pour définir la partie élargie de l'organe sexuel multicellulaire (archégonium), qui contient l'ovule ou le gamète femelle de la mousse, tandis que chez certains spermatophytes à fleurs, c'est le tissu protecteur des étamines et des pistils.

Le terme cap est un synonyme de caliptra, et les deux sont utilisés pour décrire le tissu qui recouvre la région apicale des racines, qui se trouve à l'extrémité de la racine et a l'apparence d'un cône.

Formation

Le calyptra provient de différents endroits sur les plantes.

Ptéridophytes

Chez les fougères (Pteridophyta) à la fois dans la racine et dans la tige, il y a une cellule apicale tétraédrique qui produit des cellules par division sur chacune de ses quatre faces. Ces cellules se développent vers l'extérieur pour former le caliptra et d'autres tissus par division supplémentaire.

Les spermatophytes

Dans les plantes gymnospermes et les angiospermes, leur formation en général n'est pas très claire. Cependant, on sait que chez les gymnospermes, le méristème apical ne présente pas de cellule méristématique apicale, et à la place il existe deux groupes de cellules initiales (groupe interne et externe).

Le groupe interne est chargé de former la masse principale du corps racinaire par des divisions alternées anticlinal et expert, tandis que le groupe externe est chargé de produire le tissu cortical et le caliptra.

Dans les angiospermes, en revanche, il existe un centre de formation stratifié de groupes initiaux de cellules indépendantes à l'extrémité apicale de la racine. Différents tissus adultes sont formés à partir de ce centre, tels que le caliptra et l'épiderme, entre autres.

La structure de formation initiale peut varier dans certains cas. Dans les plantes monocotylédones telles que les graminées, il se forme dans une couche méristématique appelée caliptrogène.

Cette couche externe (caliptrogène) est unie au protoderme (qui produit le tissu superficiel de la racine) ainsi qu'à la couche méristématique sous-jacente, formant un groupe initial unique dont provient le tissu cortical.

Dans la plupart des plantes dicotylédones, le caliptra se forme dans le caliptrodermatogène. Cela se produit par des divisions anticlinales du même groupe initial qui forme également le protoderme.

Caractéristiques

La fonction principale du caliptra est de fournir une protection. Dans les mousses, il est responsable de la protection du sporophyte, où les spores se forment et mûrissent, tandis que dans les plantes à spermatophytes, il forme une couche ou un tissu protecteur sur les pistils et les étamines.

A la racine, c'est le revêtement protecteur de la structure méristématique, il assure une protection mécanique lorsque la racine pousse et se développe à travers le substrat (sol). Les cellules du caliptra sont constamment renouvelées car la croissance des racines implique beaucoup de friction et de perte ou de destruction cellulaire.

Caliptra participe à la formation de mucigel ou mucilage, une substance gélatineuse et visqueuse principalement composée de polysaccharides qui recouvre les cellules méristémiques nouvellement formées et lubrifie le passage de la racine à travers le sol. Les cellules Caliptra stockent ce mucigel dans des vésicules de l'appareil de Golgi jusqu'à ce qu'il soit libéré dans le milieu.

Les grandes organites cellulaires (statolithes) se trouvent dans la columelle du caliptra qui se déplacent dans le cytoplasme en réponse à l'action de la force gravitationnelle. Cela indique que le caliptra est l'organe chargé de contrôler la géoréaction de la racine.

Fin d'une racine, vue à un grossissement de 100x. Légende: 1) méristème, 2) columelle du caliptra (statocytes avec statolithes), 3) partie latérale de la racine, 4) cellules mortes du caliptra se détachant, 5) de la zone d'élongation. Tiré et édité de: SuperManu.

Géotropisme et hydrotropisme

Les racines des plantes répondent à la gravité de la Terre, appelée géotropisme (ou gravitropisme). Cette réponse est positive, c'est-à-dire que les racines ont tendance à pousser vers le bas. Il a une grande valeur adaptative car il détermine l'ancrage correct de la plante au substrat, et l'absorption de l'eau et des nutriments présents dans le sol.

Si un changement environnemental, tel qu'un glissement de terrain, fait perdre à une plante sa verticalité souterraine, un géotropisme positif entraîne la réorientation de la croissance globale des racines vers le bas.

Les aminoblastes, ou plastes contenant des grains d'amidon, agissent comme des capteurs de gravité cellulaires.

Lorsque la pointe de la racine est dirigée vers le côté, ces plastes se déposent sur la paroi latérale inférieure des cellules. Il semble que les ions calcium des aminoblastes influencent la distribution des hormones de croissance dans la racine.

Pour sa part, la caliptra columella joue un rôle important à la fois dans le géotropisme et l'hydrotropisme positif (attraction vers les régions du sol à plus forte concentration en eau).

Importance scientifique

Du point de vue phylogénétique et taxonomique, l'étude du caliptra a été un outil utile, puisque son type de développement, ainsi que les structures que ce tissu protège diffèrent selon le groupe de plantes.

D'autres recherches pertinentes en relation avec le calyptre portent sur le géotropisme, la géoréaction et le gravitropisme de la racine. Là où diverses études ont montré que le caliptra possède des cellules et aussi des organites cellulaires (amyloplastes ou statolithes) qui transmettent des stimuli gravitationnels à la membrane plasmique qui les contient.

Ces stimuli se traduisent par des mouvements de la racine et dépendront du type de racine et de la façon dont elle pousse. Par exemple, il a été constaté que lorsque les racines poussent verticalement, les statolithes sont concentrés dans les parois inférieures des cellules centrales.

Mais, lorsque ces racines sont placées horizontalement, les statolithes ou amyloplastes se déplacent vers le bas et sont situés dans des zones qui étaient auparavant des murs orientés verticalement. En peu de temps, les racines sont réorientées verticalement et ainsi les amyloplastes reviennent à la position précédente.

Références

1. Calyptra. Récupéré de en.wikipedia.org.
2. Caliptra. Botanique morphologique. Récupéré de biologia.edu.ar.
3. Caliptra. Plantes et champignons. Récupéré de Plantasyhongos.es.
4. P. Sitte, EW Weiler, JW Kadereit, A. Bresinsky, C. Korner (2002). Traité botanique. 35e édition. Éditions Omega.
5. Etymologie Caliptra. Récupéré de etimologias.dechile.net.
6. Faire face (biologie). Récupéré de pt.wikipedia.org.
7. Le système racinaire et ses dérivés. Récupéré de britannica.com.
8. Caliptra. Récupéré de es.wikipedia.org.
9. H. Cunis, A. Schneck et G. Flores (2000). La biologie. Sixième édition. Éditorial Médica Panamericana.
10. J.-J. Zou, Z.-Y. Zheng, S. Xue, H.-H. Li, Y.-R. Wang, J. Le (2016). Le rôle de l'Arabidopsis Actin-Related Protein 3 dans la sédimentation des amyloplastes et le transport de l'auxine polaire dans le gravitropisme racinaire. Journal of Experimental Botany.