Phototropisme expliqué

Vous avez placé votre plante préférée sur un rebord de fenêtre ensoleillé. Bientôt, vous remarquez que la plante se penche vers la fenêtre au lieu de pousser vers le haut. Que fait cette plante dans le monde et pourquoi fait-elle cela?

Qu'est-ce que le phototropisme?

Le phénomène auquel vous assistez est appelé phototropisme. Pour un indice sur la signification de ce mot, notez que le préfixe "photo" signifie "lumière" et le suffixe "tropisme" signifie "tournant". Ainsi, le phototropisme est lorsque les plantes se tournent ou se plient vers la lumière.

Pourquoi les plantes connaissent-elles le phototropisme?

Les plantes ont besoin de lumière pour stimuler la production d'énergie; Ce procédé est appelé photosynthèse. La lumière générée par le soleil ou d'autres sources est nécessaire, ainsi que l'eau et le dioxyde de carbone, pour produire des sucres que la plante peut utiliser comme énergie. De l'oxygène est également produit, et de nombreuses formes de vie en ont besoin pour la respiration.

Le phototropisme est probablement un mécanisme de survie adopté par les plantes afin qu'elles puissent obtenir autant de lumière que possible. Lorsque les plantes s'ouvrent vers la lumière, plus de photosynthèse peut avoir lieu, permettant de générer plus d'énergie.

Comment les premiers scientifiques ont-ils expliqué le phototropisme?

Les premières opinions sur la cause du phototropisme variaient parmi les scientifiques. Theophrastus (371 av.J.-C.-287 av.J.-C.) croyait que le phototropisme était causé par l'élimination du fluide du côté éclairé de la tige de la plante, et Francis Bacon (1561-1626) postulait plus tard que le phototropisme était dû au flétrissement. Robert Sharrock (1630-1684) croyait que les plantes se courbaient en réponse à «l'air frais», et John Ray (1628-1705) pensait que les plantes se penchaient vers les températures plus fraîches plus près de la fenêtre..

Il appartenait à Charles Darwin (1809-1882) de mener les premières expériences pertinentes concernant le phototropisme. Il a émis l'hypothèse qu'une substance produite dans la pointe induisait la courbure de la plante. À l'aide de plantes d'essai, Darwin a expérimenté en couvrant les pointes de certaines plantes et en laissant d'autres à découvert. Les plantes aux pointes couvertes ne se pliaient pas vers la lumière. Quand il a couvert une partie inférieure des tiges des plantes mais a laissé les pointes exposées à la lumière, ces plantes se sont déplacées vers la lumière.

Darwin ne savait pas quelle était la "substance" produite dans la pointe ni comment elle provoquait la flexion de la tige de la plante. Cependant, Nikolai Cholodny et Frits Went ont découvert en 1926 que lorsque des niveaux élevés de cette substance se déplaçaient vers le côté ombragé d'une tige de plante, cette tige se courbait et se courbait de sorte que la pointe se déplaçait vers la lumière. La composition chimique exacte de la substance, qui s'est avérée être la première hormone végétale identifiée, n'a pas été élucidée avant que Kenneth Thimann (1904-1977) l'ait isolé et identifié comme étant l'acide indole-3-acétique ou auxine.

Comment fonctionne le phototropisme?

La réflexion actuelle sur le mécanisme du phototropisme est la suivante.

La lumière, à une longueur d'onde d'environ 450 nanomètres (lumière bleue / violette), illumine une plante. Une protéine appelée photorécepteur capte la lumière, y réagit et déclenche une réponse. Le groupe de protéines photoréceptrices à lumière bleue responsable du phototrophisme est appelé phototropines. On ne sait pas exactement comment les phototropines signalent le mouvement de l'auxine, mais on sait que l'auxine se déplace vers le côté sombre et ombragé de la tige en réponse à l'exposition à la lumière. L'auxine stimule la libération d'ions hydrogène dans les cellules du côté ombragé de la tige, ce qui fait baisser le pH des cellules. La diminution du pH active des enzymes (appelées expansines), qui font gonfler les cellules et amènent la tige à se plier vers la lumière.

Faits amusants sur le phototropisme

• Si vous avez une plante qui subit un phototropisme dans une fenêtre, essayez de tourner la plante dans la direction opposée, de sorte que la plante se plie loin de la lumière. Il ne faut que huit heures environ pour que la plante se retourne vers la lumière.
• Certaines plantes poussent loin de la lumière, un phénomène appelé phototropisme négatif. (En fait, les racines des plantes en font l'expérience; les racines ne poussent certainement pas vers la lumière. Un autre mot pour décrire ce qu'elles ressentent est le gravitropisme --- se penchant vers une attraction gravitationnelle.)
• La photonastie peut ressembler à une image de quelque chose de dégoûtant, mais ce n'est pas le cas. Il est similaire au phototropisme en ce qu'il implique le mouvement d'une plante en raison d'un stimulus lumineux, mais en photonastie, le mouvement n'est pas vers le stimulus lumineux, mais dans une direction prédéterminée. Le mouvement est déterminé par la plante elle-même et non par la lumière. Un exemple de photonastie est l'ouverture et la fermeture de feuilles ou de fleurs, en raison de la présence ou de l'absence de lumière.