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Quelques adaptations des plantes

Les plantes adaptées à la sécheresse

Les plantes vivant dans les milieux où l’eau est une source limitante ont dû développer plusieurs mécanismes afin de limiter leur perte d’eau. Certaines sont en dormance lors de la saison sèche et en germination lors de la saison de pluie, tandis que d’autres perdent une partie de leurs feuilles pendant la saison sèche, conservant ainsi quelques feuilles pour la photosynthèse. Les racines des plantes utilisant des stratégies d’évitement de la sécheresse sont plus profondes et plus épaisses et certaines possèdent des tiges souterraines leur permettant de stocker de la nourriture (principalement les hydrates de carbone) et de l’eau pendant de longues périodes. Leurs feuilles sont souvent épaisses et coriaces et possèdent peu de stomates. Ceux-ci sont habituellement situés sur la face abaxiale (dorsale) de la feuille, ce qui ralentit la vitesse de transpiration. Certaines feuilles possèdent des trichomes laineux réfléchissant ainsi la lumière et empêchant les feuilles de s’échauffer et de perdre leur eau trop vite. Les stomates des plantes adaptées dans les milieux arides ou semi-arides sont souvent dans des cryptes de la surface foliaire, ce qui réduit la vitesse de transpiration[28].

On appelle xérophytes les plantes capables de vivre et grandir dans des conditions de sécheresse marquée.

Les plantes adaptées au froid et à l'altitude

Les plantes de montagne ont développé plusieurs stratégies face à un milieu où la neige persiste longtemps au sol, où il y a une courte saison végétative, une extrême sécheresse, du vent, de fortes amplitudes thermiques, etc. Le refroidissement ralentit notamment la photosynthèse et la croissance[29]. Ces plantes, ainsi que ceux vivant dans la toundra, ont alors développé des adaptations afin d’éviter le froid et d’en limiter ses effets. Tout d’abord, certaines sont de petites tailles, leur permettent de profiter de la chaleur à la surface du sol et d’une protection contre le vent par le recouvrement de la neige. D’autres végétaux, dans la toundra notamment, comme le bouleau et le saule, forment une couverture au sol, c’est-à-dire qu’ils poussent à l’horizontale et non à la verticale[30]. La forme des plantes peut aussi être différente. Un motif en coussinet réduit l’évaporation et emprisonne la chaleur des rayons du soleil. Les feuilles de certaines plantes peuvent être réduites et épaisses et leur surface épaisse et cireuse empêchant la perte d’eau par des vents desséchants. D’autres plantes poussent comme une rosette, un tapis épais ou tout simplement blotties ensemble pour conserver leur chaleur et les aider à croître. Un duvet peut aussi les protéger du froid. Cette pilosité forme un écran qui limite la déshydratation provoquée par les vents et réfléchit une partie des rayonnements solaires en excès. Les plantes adaptées au froid ont habituellement un cycle de reproduction rapide pour contrer le fait que l’été soit court et que l’hiver soit long et un système racinaire peu profond.

Plantes adaptées aux milieux salés

Toute plante qui est en contact avec des concentrations anormalement fortes en sel se nomme halophyte[31]. Afin de pouvoir survivre dans ces conditions, les racines de ces plantes ont un potentiel osmotique très faible pour pouvoir maintenir un gradient entre la plante et les racines. De plus, le sel peut se concentrer dans les feuilles les plus basses, celles qui tombent avant les autres, ce qui permet d’éviter les effets toxiques du sel. Il peut aussi s’accumuler dans des organes, tels que des glandes à sels ou des vésicules, qui s’occupent de l’excréter.

Un autre type de plante peut se développer dans les milieux salés, il s’agit des glycophytes. Ceux-ci excluent les ions de leurs feuilles et les accumulent dans les racines et les tiges[32].

Plantes adaptées aux milieux aquatiques

Les hydrophytes représentent le groupe de végétaux vivant entièrement ou partiellement dans l’eau[32]. L’ensemble de leur appareil végétatif est donc en contact avec l’eau. Comme la concentration du dioxygène dans ce milieu ne se retrouve pas à la même concentration que dans l’air, ces plantes ont développé des stratégies d’acquisitions. Entre autres, elles possèdent des aérenchymes, un tissu parenchymateux (constitué de cellules vivantes) comportant de larges espaces intercellulaires remplis d’air, servant à transporter le dioxygène des parties hors de l’eau vers celles sous l’eau[33]. De plus, ces plantes absorbent l’eau directement du milieu extérieur grâce à la surface de leur feuille qui n’est pas ou peu cutinisée (substance prévenant les pertes d’eau). Il n’y a alors aucune transpiration effectuée[32].

Adaptations aux agressions

La plupart des végétaux possèdent des adaptations qui leur permettent de survivre ou de se défendre contre les agressions. Une étude de 2018 a conclu que leur système de signalisation était très proche[évasif] du système nerveux des animaux[34]. Ces dernières sont adoptées en réponse à une agression ou à un agresseur afin d’en minimiser les dégâts, voire de les éliminer. Toutefois, il faut savoir qu’ériger des structures de défense a un coût. En effet, par exemple, à la suite de l’apparition d’un polluant atmosphérique, une plante présentera des signes de faiblesse allant d’une baisse de rendement aux nécroses, puisqu’elle a dû consacrer beaucoup d’énergie à la construction de structures de défense[35].

Défense contre les herbivores

Les plantes présentent diverses défenses contre les herbivores. Ces dernières peuvent être physiques, chimiques, mais également symbiotiques. Elles peuvent ériger des structures qui préviendront l’herbivorie telles que des épines, des trichomes, ou posséder des parois cellulaires composées de lignine, une substance n’étant pas digestible par les mammifères[36]. Elles peuvent aussi produire des composés qui auront mauvais goût, qui seront toxiques ou qui attireront les prédateurs des herbivores (surtout pour les insectes). La production de canavanine par les plantes, par exemple, peut être toxique pour les insectes qui l’ingèrent car cet acide aminé prend la place de l’arginine dans les protéines de la victime, altérant ainsi leurs fonctions. Avec le temps, cette stratégie limite l’herbivorie de ces insectes qui trouvent de nouvelles sources de nourriture, ce qui protège les plantes[37].

Défense contre les polluants

Certaines plantes sont aussi capables de s’adapter à l’apparition d’un polluant dans leur environnement. Parmi ces polluants, on retrouve entre autres l’acide fluorhydrique, qui perturbe le métabolisme du calcium des végétaux, ainsi que l’ozone, qui oxyde les composés des plantes et donc, qui leur est très néfaste. En réponse à cette dernière substance, une plante peut produire des composés phénoliques ou augmenter la production de cire cuticulaires pour se défendre[35].

Défense contre la sécheresse

Les plantes se protègent de la sécheresse en limitant leur perte d’eau par transpiration en fermant leurs stomates. Par contre, lorsque la plante requiert un apport de CO2, elle se doit d’ouvrir ses stomates. Elle peut alors avoir des défenses physiques limitant les pertes d’eau par les stomates comme des cryptes contenant des trichomes. Ces petits poils se joignent aux cryptes pour limiter l’accès aux courants d’air qui assèchent la plante en diminuant sa couche limite. Ils peuvent aussi se retrouver en surface des feuilles où ils auront la même utilité. Aussi, dans certains cas, lorsqu’on retrouve des conditions asséchantes, les feuilles des végétaux peuvent se replier de façon à ne pas exposer leurs stomates. Ces plantes, en conditions humides, se déplieront pour ainsi exposer leurs stomates à l’air ambiant. Une plante vivant dans des conditions très asséchante pourra aussi survivre en constituant des réserves d’eau lors de pluies et en les utilisant lors de périodes de sécheresse. C’est le cas, entre autres, chez les plantes grasses ou plantes succulentes[38].

Défenses contre le froid

Les plantes ne sont pas toutes exposées aux mêmes conditions. Certaines ont développé des adaptations leur permettant de résister au froid. L’une d’entre elles consiste à avoir une très petite taille et donc à se situer le plus près du sol possible où la température est habituellement de quelques degrés plus élevée. De plus, lorsqu’il y a de la neige, ces plantes se retrouvent protégées du froid et du vent par cette dernière. Une autre façon de réduire les dommages causés par le froid est d’adapter une forme circulaire. Non seulement cette forme procure une meilleure protection contre le froid, elle permet aussi de limiter les pertes d’eau puisque c’est celle qui a le plus petit rapport surface/volume[39].

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