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Stomate


Dominique.

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Stomate

Ou comment les plantes respirent ?

Ce sujet a déjà été  plusieurs  fois abordé  sur MikrOscOpia

Parmi les présentations  les plus récentes :

- https://forum.MikrOscOpia.com/topic/16982-stomates-de-feuille-de-poireau/?hl=stomate#entry67376²

- https://forum.MikrOscOpia.com/topic/17342-etude-du-muguet-1-les-stomates/?hl=stomate

- https://forum.MikrOscOpia.com/topic/15480-tillandsia-cyanea/?hl=stomate

- https://forum.MikrOscOpia.com/topic/14114-stomate/?hl=stomate

-

Mon  voisin,  à la suite  de la lecture du livre  « La vie secrète  des arbres »   de Peter Wohllben , est venu  me demander  de lui présenter les stomates des feuilles.

Il existe  2 catégories de stomates  

--sans chambre  pré stomatique

- avec chambre  pré stomatique

 

La scolopendre ( fougère ) : stomate  sans   chambre pré- stomatique :

 

 

 post-1079-0-65729800-1628974429.jpg

A – stomate  de la feuille de scolopendre.

B – cellules  annexes. 

 

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A – stomate formée  par   2 cellules  de garde   réniformes.

B – cellules annexes. 

 


C – cellules épidermiques.

 

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Sans  préparation   en contraste de phase  l’ image  met bien en évidence   la présence de nombreux chloroplastes  ( A )  dans les cellules  de garde  et dans les cellules annexes .

Les  coupes axiales  de la feuille  permettent de définir la position des cellules de garde.

Stomate fermé :

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Stomate ouvert :

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A – Cellules de garde.

B – Cellules annexes.

C – Chambre sous stomatique.

 

L’épine du pin :  stomate  avec  chambre pré-stomatique :

 


Les épines  du pin   ont aussi  des stomates  mais leur mise en évidence n’est pas facile  - Ils  ne sont pas nombreux  sur  chaque épine. 

Vue épiscopique :

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Au X 80 les stomates ne sont pas  visibles.  On  constate surtout  un alignement d’amas de  poils (A)

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Au X 200 les stomates apparaissent  peu nombreux     et se  développent   dans   l’alignement des amas de poils.

La coupe  d’une  aiguille de pin : 

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A – emplacement  d’un stomate.

B – emplacement des poils .


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A --chambre pré stomatique, enfoncée au-dessous  du plan  de l’épiderme,  forme   une cavité en entonnoir. Cette cavité  en remplie par un matériel  cireux.

B –cellules  de garde qui  se  localisent  au fond  de cet entonnoir.

C –chambre  sous stomatique – la taille de cette chambre  est de la taille d’une cellule  -Sur cette coupe  l’ organisation n’est pas  évidente  mais  la chambre  est réalisée par les parois des cellules annexes . La communication avec  le reste des cellules  épidermiques  se fait grâce  aux espaces  intercellulaires.

 

Le laurier  rose :pas de chambre pré- stomatique mais ……..

Le laurier  rose  a une particularité :           

Il  dispose   de 2 systèmes  de cavités   sur la  face inférieure de  chaque  feuille :

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Les stomates , qui  ne  sont pas visibles ici ,  sont  dans la zone B – On remarque ici  que les stomates sont situés le long  de la  ligne des  vaisseaux  de la feuille .

Les cavités   dans la zone A, qui sont extrêmement  nombreuses   sur la face  inferieure des feuilles , ont-elles  une fonction respiratoire ou une régulation   hydrique ?.

Aspect au X 80 de la  zone A :

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Et les stomates de la zone B  au    X 100 :

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Au X 600 L’organisation  externe  des cellules de garde  est plus facile à percevoir :

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Photo du haut

A – Cellules de garde.

B – Ostiole du stomate.

C –Cellules annexes.

Photo  du bas

La coupe  tangentielle  sous les cellules de garde  met en évidence la chambre sous stomatique ( A )  qui est formée  par les  parois  latérales des cellules annexes .

Cette forme ,, avec dilatation en bulbe des extrémités des cellules de garde , est retrouvée chez les graminées et les cypéracées (.Cyperus papyrus)  C’est l’arrangement  particulier de la cellulose dans la paroi qui détermine les variations de forme des cellules de garde  en fonction des différents  états de turgescence.

 

Si on considère  maintenant  la coupe tangentielle  des cavités :

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On constate que ces cavités  sont bordées  par les cellules  de l’épiderme (comme les stomates) et il est probable, de ce fait ,  qu’elles participent  à la respiration de la feuille.

 


Deux  dernières images :

  1 --L’organisation des stomates  des feuilles de maïs :

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Sur les feuilles de mais  les stomates sont  très nombreux  et de type  sans  chambre prés stomatique .Ils présentent  un alignement et une alternance presque parfaits. .stomate et des cellules épidermiques.

 

  2-- Les stomates  de la prêle  des champs  ( Equisetum Arvense ):

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Fonction biologique  des  stomates.

La feuille   est revêtue dans son ensemble  par  un   revêtement isolant et hydrophobe  dans le  but de protéger  cette feuille  contre: le lessivage des pluies ou la  dessiccation en période de sècheresse, les attaques de parasites, etc.

Les échanges gazeux entre  la feuille et le milieu extérieur se font  par les  stomates) qui sont situés sur la  face inferieure  des feuilles. Chaque stomate est constitué de deux cellules jumelles qui limitent  l’ostiole ;celui-ci s’ ouvre  sur une cavité plus ou moins vaste :  la chambre sous  stomatique  où vont  se  réaliser les échanges gazeux .

L’ouverture de l’ostiole  est déterminée  par  l’importance de la turgescence  des cellules de garde.

Une augmentation de la pression osmotique des vacuoles de ces cellules  crée un appel d'eau en direction des cellules voisines. L'entrée d'eau provoque une surtension interne, et les cellules se déforment en accentuant leur forme arquée ou réniforme.

La fente médiane s'élargit en un large ostiole à travers lequel peuvent diffuser librement les gaz : sortie ou entrée d'oxygène et de gaz carbonique intervenant dans la respiration et la photosynthèse, émission de vapeur d'eau (phénomène de transpiration souvent très intense dans les feuilles).

 Inversement, une baisse de la pression osmotique produit un relâchement des cellules de garde et une fermeture de l'ostiole, donc un ralentissement ou un arrêt des échanges.

Le fonctionnement est très sensible ; dans les conditions naturelles, l'ouverture est commandée par plusieurs facteurs (intensité lumineuse, teneur en CO2, bilan hydrique, etc.) ; elle est adaptée en permanence aux conditions ambiantes et à l'activité physiologique interne.

Régulation de l’ eau : la question sur la façon dont  monte  l’eau  dans un  arbre  n’ est toujours pas  résolue . On sait qu’interviennent :

--La force capillaire   (pas d’effet supérieur à 1 mètre de hauteur).

--La pression osmotique  entre les racines et les  feuilles.

--L’ évaporation  par  les  stomates des  feuilles , qui a lieu surtout le  jour  et très faiblement la  nuit , permet aux arbres de  se gorger d’ eau la  nuit .

Cette évaporation  est importante  elle  a  été mesurée  pour une  forêt à 2500  mètres cube d’eau par  km²

La nuit par contre l’ arbre produit du CO²  - production  réalisée  par  la respiration cellulaire  dans  les mitochondries  -La consommation de glucose  par les  cellules  aboutit à la libération de CO² ( à noter  que la respiration de l’ arbre n’est pas limitée  au stomate mais se fait aussi  par le tronc  ( importance  quand les feuilles sont tombées ).

Le arbres ont une production  d’ oxygène  estimée à 10 tonnes  par km² ce qui  fait que se promener en forêt pendant  la  journée   assure au promeneur  un bain d’ oxygène.

 

La production d’ oxygéne 

ref 2- Le processus  biochimique de la photosynthèse  est très compliqué  mais en résumé et pour être hyper simple :

La photosynthèse oxygénique fait référence à la photosynthèse qui se produit chez les plantes, les algues et les cyanobactéries dans laquelle l'accepteur d'électrons final est l'eau.

 Il se produit en deux étapes: réaction claire et réaction sombre. La chlorophylle A et B  emprisonnant la lumière.

Reaction claire

La lumière est captée sous forme de photons qui ont un potentiel énergétique selon

leur longueur d’onde. . L’absorption de cette énergie aura 2 conséquences : un transport  d’électrons et une libération de protons.

A partir de l’eau   Il y a donc libération  d’O²  - de H+  et d’un électron. (L’oxygène  est libéré  par les stomates  -durant la  période d’ ensoleillement.)

 

Ces électrons  entre  dans la formation de NADPH par l’enzyme NADP+ réductase.

Le NADP intervient dans le métabolisme comme transporteur d'électrons dans les réactions biochimiques.

L'ATP syntéthase utilise  alors H+   afin de produire de l'ATP.

 

 

Réaction sombre ( plus besoin de lumière )

- C’est le cycle de Calvin et il se déroule dans le stroma.

- L’ATP et le NADPH2 sont utilisés pour réduire le CO2 de l’air.Le CO2 se fixe sur un

glucide à 5 carbones, le ribulose présent dans le stroma du chloroplaste.

- L’ATP cède son énergie et devient ADP.

- Le NADPH2 cède son hydrogène et devient NADP.

- İl va se former des molécules intermédiaires conduisant à des trioses, utilisés ensuite pour la synthèse des glucoses puis de l’amidon

 

Dans la biochimie de tous les êtres vivants connus, l'ATP fournit l'énergie nécessaire aux réactions chimiques du métabolisme, à la locomotion, à la division cellulaire, ou encore au transport actif d'espèces chimiques à travers les membranes biologiques.

 

 

Références :

Ref 1 La vie secrete  des arbres   de Peter Wohllben  . Edition des Arènes (livre remarquable que je conseille aux curieux  de la botanique)

Ref  2 https://www.sb.k12.tr/wp-content/uploads/2017/05/pp.pdf

Ref 3 Atlas  de la structure des plantes  d’ Anna Speranza Gian Lorenzo Calzoni  Edition belin.

               Dominique

 

Edited by Dominique.
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