Racines, xylème et phloème

Les trois zones actives d’une pointe de racine en croissance tiennent dans son premier centimètre environ.

Le rôle des racines

Les racines ancrent la plante, absorbent l’eau et les minéraux et stockent la nourriture issue de la photosynthèse. La plupart sont souterraines, mais certaines plantes forment aussi des racines sur leurs parties aériennes. Il existe deux grands types de systèmes racinaires. Les dicotylédones ont généralement une racine pivotante : une racine principale descend verticalement et porte de petites racines latérales. C’est pourquoi le pissenlit se casse quand on l’arrache et peut repousser à partir du morceau resté en terre. Les monocotylédones comme les graminées du gazon, le blé, le riz et le maïs ont un système racinaire fasciculé : un réseau dense de fines racines près de la surface, qui retient aussi le sol.

La pointe d’une racine en croissance est protégée par une coiffe, continuellement usée et remplacée à mesure que la racine pénètre dans le sol. Derrière se succèdent trois zones : une zone de division cellulaire, une zone d’élongation où les nouvelles cellules s’allongent et font avancer la racine, et une zone de maturation où les cellules acquièrent leur fonction définitive. OpenStax précise que les trois tiennent dans le premier centimètre environ. Dans la zone de maturation, les cellules épidermiques forment des poils absorbants, de fins prolongements qui augmentent énormément la surface d’absorption de l’eau et des minéraux.

L’eau qui entre dans une racine doit franchir un poste de contrôle avant d’atteindre le xylème. L’endoderme est un anneau de cellules autour des tissus conducteurs centraux ; ses parois portent une bande cireuse, la bande de Caspary. L’eau et les minéraux dissous ne peuvent pas se glisser entre ces cellules : ils doivent traverser leurs membranes. La racine peut ainsi contrôler les entrées et exclure de nombreuses substances toxiques.

Deux réseaux de conduits

Une plante possède deux systèmes de transport côte à côte. Le xylème transporte l’eau et les minéraux dans un seul sens : du sol aux racines, puis aux feuilles et à l’air, sous la traction de la transpiration vue précédemment. Le phloème transporte les sucres, et sa sève peut circuler dans les deux sens. Les parties qui produisent ou libèrent des sucres sont les sources, généralement les feuilles matures. Celles qui les utilisent ou les stockent sont les puits : racines, jeunes pousses, graines et fruits en développement, tubercules. Les feuilles du haut envoient les sucres vers le sommet en croissance, celles du bas vers les racines, et celles du milieu dans les deux sens.

Les feuilles chargent le saccharose dans les éléments des tubes criblés du phloème en dépensant de l’énergie. La sève du phloème peut contenir jusqu’à 30 pour cent de sucres. Ceux-ci attirent l’eau du xylème voisin par osmose, augmentant la pression. Cette pression pousse la sève vers les puits, où les sucres sont utilisés ou stockés et où l’eau ressort. Les cellules compagnes vivantes, à côté de chaque tube criblé, fournissent l’énergie nécessaire.

Des partenaires dans le sol

Les racines travaillent rarement seules. La plupart des plantes terrestres forment des mycorhizes, des associations avec des champignons dont les fins filaments s’étendent bien au-delà des racines et dans les minuscules pores du sol. La plante reçoit surtout du phosphate et d’autres minéraux ; le champignon peut prélever jusqu’à 20 pour cent du carbone fixé par la plante. Selon OpenStax, les endomycorhizes se trouvent dans les racines de plus de 80 pour cent des plantes terrestres. Les légumineuses comme les pois, les haricots, les arachides et le soja ont un second partenaire : les rhizobiums, bactéries du sol vivant dans des nodosités racinaires, qui transforment le diazote de l’air en ammoniac utilisable par la plante. Les processus biologiques fournissent 65 pour cent de l’azote utilisé en agriculture.