TRANSPIRATION VÉGÉTALE: PROCESSUS, FACTEURS ET IMPORTANCE - LA BIOLOGIE - 2025

La transpiration des plantes et des restes d'organismes végétaux est le processus de perte d'eau sous forme gazeuse qui se produit à travers les stomates, qui sont des structures spécialisées situées dans les limbes des feuilles.

La transpiration est liée à divers processus physiologiques chez les plantes, qui absorbent et perdent continuellement de l'eau. Grâce à ce mécanisme homéostatique, la majeure partie de l'évaporation de l'eau se produit, car le dioxyde de carbone atmosphérique nécessaire aux processus photosynthétiques est absorbé.

Les stomates de Zebrina spp. (Source: AioftheStorm via Wikimedia Commons)

En moyenne, une feuille peut échanger jusqu'à 100% de sa teneur en eau avec l'environnement lors d'une journée chaude, sèche et ensoleillée. De même, les calculs effectués par certains auteurs permettent d'estimer que, au cours de la vie d'une plante, elle peut perdre une masse équivalente à plus de 100 fois son poids frais à travers les feuilles à cause de la transpiration.

De nombreux physiologistes et écophysiologistes des plantes se consacrent à «mesurer» le taux de transpiration des plantes, car cela peut leur donner des informations sur leur état physiologique et même certaines des conditions environnementales auxquelles les plantes sont continuellement soumises.

Où et pourquoi la transpiration se produit-elle?

La transpiration est définie comme la perte d'eau sous forme de vapeur et est un processus qui se produit principalement à travers les feuilles, bien qu'il puisse également se produire, mais dans une bien moindre mesure, à travers de petites «ouvertures» (lenticelles) dans l'écorce des tiges et des branches.

Elle se produit grâce à l'existence d'un gradient de pression de vapeur entre la surface des feuilles et l'air, on en déduit donc qu'elle se produit en raison d'une augmentation de la pression de vapeur d'eau interne dans les feuilles.

De cette manière, il devient supérieur à celui de la vapeur qui entoure le limbe, ce qui peut provoquer sa diffusion de la zone la plus concentrée vers la moins concentrée.

Stomates

Stomates dans l'épiderme de lys. Viascos

Ce processus est possible en raison de l'existence de structures qui «interrompent» la continuité de la surface foliaire (épiderme) et sont appelées stomates.

Les stomates permettent la libération «contrôlée» de la vapeur d'eau des feuilles, évitant l'évaporation par diffusion directe à partir des tissus épidermiques, qui se produit passivement et sans aucun contrôle.

Une stomie est constituée de deux cellules «de garde», en forme de «saucisse» ou de «rein», qui forment une structure en forme de pore dont la fermeture ou l'ouverture est contrôlée par différents stimuli hormonaux et environnementaux:

- On peut dire que, dans l'obscurité, avec un déficit hydrique interne et à des températures extrêmes, les stomates restent fermés, «essayant» d'éviter de grandes pertes d'eau par transpiration.

- La présence de lumière solaire, la disponibilité abondante d'eau (externe et interne) et une température «optimale» favorisent l'ouverture stomatique et l'augmentation des taux transpiratoires.

Lorsque les cellules de guar se remplissent d'eau, elles deviennent turgescentes, provoquant l'ouverture du pore stomatique; C'est le contraire de ce qui se passe lorsqu'il n'y a pas assez d'eau, c'est-à-dire lorsque les stomates restent fermés.

Processus de transpiration

Schéma du processus de transpiration dans une plante (Source: Laurel Jules via Wikimedia Commons)

Après avoir clarifié le concept de stomates, le processus de transpiration se déroule alors comme suit:

1- L'eau transportée dans le xylème des plantes vasculaires diffuse vers les tissus foliaires, notamment vers les cellules mésophylles.

2- Ladite eau peut s'évaporer en raison des températures élevées et de l'irradiation solaire; La vapeur d'eau ainsi générée reste dans les espaces aériens caractéristiques de la mésophylle (elle est «concentrée»).

3- Cette vapeur d'eau se déplace par diffusion dans l'air lorsque les stomates s'ouvrent, soit en réponse à une certaine phytohormone (une substance qui régule la croissance des plantes), à une condition environnementale, etc.

L'ouverture de la stomie implique un échange de vapeur d'eau de la plante vers l'atmosphère, mais en même temps elle permet la diffusion du dioxyde de carbone de l'air vers les tissus foliaires, un processus qui se produit principalement en raison d'un gradient de concentration.

Facteurs qui affectent la transpiration

De nombreux facteurs affectent la transpiration, bien que leur importance soit relative au type de plante considéré.

Effet de la vitesse du vent sur le taux de transpiration (Source: DGmann)

Facteurs externes

D'un point de vue environnemental, la transpiration dépend considérablement du rayonnement solaire et de la température, ainsi que de la disponibilité de l'eau dans le sol, du déficit de pression de vapeur d'air, de la vitesse du vent, etc.

Effet de la vitesse du vent sur le taux de transpiration (Source: DGmann)

Pour certaines plantes, la concentration de dioxyde de carbone externe (CO2) est également un élément clé dans la régulation de la transpiration (ouverture stomatique). Certains textes indiquent que lorsque les niveaux internes de CO2 diminuent considérablement, les cellules de garde permettent l'ouverture du pore stomatique pour faciliter l'entrée dudit gaz.

Effet de la température sur la fréquence transpiratoire (Source: DGmann)

Facteurs internes

Dans le contexte anatomique, les taux de transpiration varient fortement en fonction des caractéristiques externes de la surface foliaire (ainsi que de la surface foliaire). Dans la plupart des plantes vasculaires, les feuilles sont généralement recouvertes de "couches cireuses" qui sont collectivement connues sous le nom de cuticule.

Effet de la surface foliaire sur le taux de transpiration (Source: DGmann via Wikimedia Commons)

La cuticule est une structure hautement hydrophobe (qui repousse l'eau), elle empêche donc la transpiration par simple évaporation du parenchyme foliaire vers la surface et empêche ainsi la dessiccation totale des cellules du tissu foliaire.

La présence ou l'absence d'une cuticule «efficace» dans la rétention de vapeur d'eau conditionne les vitesses transpiratoires d'une plante vasculaire. De plus, la capacité d'absorption d'eau des racines peut également être un facteur de conditionnement de la transpiration.

L'acide abscisique (ABA) est une phytohormone liée à la transpiration: il favorise la fermeture stomatique en inhibant certaines des enzymes nécessaires à l'eau pour pénétrer dans les cellules de garde des stomates, empêchant leur ouverture.

Habituellement, il s'agit d'une substance produite pour «communiquer» à la plante qu'il y a des carences en eau des tissus racinaires.

Importance

Homéostasie thermique

L'eau est l'une des ressources naturelles les plus importantes pour tous les organismes vivants, les plantes ne font donc pas exception. Par conséquent, tous les processus liés à l'échange d'eau entre une plante et l'environnement qui l'entoure sont de la plus haute importance pour sa survie.

Du point de vue de l'homéostasie thermique, la transpiration est essentielle pour dissiper la chaleur générée par le rayonnement solaire. Cette dissipation se produit grâce au fait que les molécules d'eau qui s'échappent dans l'atmosphère sous forme de vapeur d'eau ont une grande quantité d'énergie, ce qui rompt les liaisons qui les "retiennent" sous forme liquide.

La fuite des molécules d'eau «laisse derrière» une masse de molécules moins énergétiques que celles dissipées, ce qui favorise le refroidissement du «corps» d'eau restant et, par conséquent, de la plante entière.

Transport d'eau par pression hydrostatique négative

Lorsque les taux de transpiration dans les feuilles sont très élevés, la colonne d'eau dans le xylème, qui fait partie du système vasculaire de nombreuses plantes, monte rapidement des racines, favorisant l'absorption racinaire de l'eau et d'autres composés et nutriments dans le sol.

Ainsi, l'eau se déplace du sol vers l'atmosphère à l'intérieur des plantes grâce à la pression hydrostatique négative exercée par les feuilles lors de la transpiration, qui se produit grâce aux propriétés cohésives de l'eau, qui maintient des tensions élevées partout. longueur de la colonne d'eau dans le xylème.

En d'autres termes, l'évaporation de l'eau et sa libération par transpiration fournissent l'essentiel de l'énergie nécessaire au mouvement ascendant de l'eau, grâce à l'existence d'un gradient de potentiel hydrique entre les limbes et l'atmosphère.

Photosynthèse

Étant donné que la transpiration ne concerne pas seulement la perte d'eau sous forme de vapeur, mais implique également l'entrée de dioxyde de carbone dans les tissus foliaires, ce processus est également de la plus haute importance pour la photosynthèse, car le CO2 est essentiel. pour la synthèse de substances alimentaires.

Références

1. Azcón-Bieto, J., et Talón, M. (2000). Fondamentaux de la physiologie végétale (n ° 581.1). McGraw-Hill Interamericana.
2. Encyclopédie Britannica Inc. (2014). Encyclopaedia Britannica. Extrait le 5 janvier 2020 de www.britannica.com/science/transpiration
3. Taiz, L. et Zeiger, E. (2002). Physiologie végétale.
4. Taiz, L., Zeiger, E., Møller, IM et Murphy, A. (2015). Physiologie et développement des plantes.
5. Turtenwald, K. (2018). Découvrir. Consulté le 8 janvier 2020 sur www.sciences.com