Biologie du développement
5219BIOLOGIE - La contruction de l'organisme
L'étude du développement embryonnaire des animaux métazoaires, organismes complexes constitués de milliards de cellules aux fonctions distinctes qui se différencient harmonieusement à partir de la cellule-œuf, a d'abord été l'objet d'une science descriptive, l'embryologie. Celle-ci fut qualifiée de « causale » lorsqu'elle chercha à comprendre les mécanis […] Lire la suite
CONSTRUCTION DE L'ORGANISME ET GÉNÉTIQUE
C'est en étudiant l'étrange mouche mutante Antennapedia, qui porte des pattes à la place des antennes, qu'Edward Lewis du California Institute of Technology, eut l'intuition de l'existence de gènes indispensables au développement précoce de l'organisme : les gènes homéotiques, en référence au travail du Britannique William Bateson […] Lire la suite
CROISSANCE, biologie
La notion de croissance s'est imposée d'abord à l'esprit humain par l'observation de l'augmentation de taille des êtres vivants. Puis l'emploi du mot s'est élargi, soit par application à divers produits de leurs activités ou par métaphore (la croissance d'une passion, nourrie d'illusions), soit par simple confusion avec le terme plus général d'accroissement. La croissance peut être présentée comme […] Lire la suite
DÉVELOPPEMENT (biologie) - Le développement animal
La notion d'épigenèse, pour expliquer la formation progressive de l'embryon, est suggérée pour la première fois par William Harvey en 1651, mais le vrai débat théorique a commencé au siècle suivant. Deux théories concurrentes ont tenté d'expliquer le développement de l'individu – l'ontogenèse – à partir des […] Lire la suite
DÉVELOPPEMENT (biologie) - Le développement humain
Le verbe latin volvere (dans sa forme active faire rouler, faire avancer ; dans sa forme neutre, tourner) a engendré voloper en vieux français. Dès le xiie siècle, on oppose déjà envelopper (enrouler) et développer (dérouler). Au xve siècle le substantif « développe […] Lire la suite
DÉVELOPPEMENT (biologie) - Le développement végétal
L'ontogenèse recouvre l'ensemble des processus de développement des êtres vivants, jalonnés, à partir de la fécondation, par l'embryogenèse, l'acquisition de l'état adulte, la sénescence, puis la mort et/ou la reproduction qui conduisent à un nouveau cycle de vie. Il est évident que les modalités de l'ontogenèse diffèrent en fonction du degré de complexité, donc d'évolution, des organismes considé […] Lire la suite
EMBRYOLOGIE
L'embryologie est la science qui se consacre à l'étude du développement de l'embryon, c'est-à-dire à la période de la vie comprise entre la fécondation de l'œuf et la naissance, ou l'éclosion. Décrire, mais aussi expliquer la formation de l'embryon, étudier les mécanismes et les causes du développement embryonnaire, tels sont les buts de l'embryologie. Cette science, considérablement développée au […] Lire la suite
HÉRÉDITÉ
Dans la nature, un certain nombre d'espèces, tant animales que végétales, se reproduisent par parthénogenèse, c'est-à-dire à partir du gamète femelle, sans aucune participation du gamète mâle. Chez les mammifères, la parthénogenèse naturelle n'a jamais été décrite et les tentatives de parthénogenèse expérimentale se sont toutes soldées par des échecs […] Lire la suite
PLAN D'ORGANISATION DES VERTÉBRÉS
L'étude approfondie de mutants de la drosophile a mis en évidence un complexe de gènes, les gènes homéotiques, dont le fonctionnement détermine le plan du corps de l'insecte. La surprise est venue de la découverte que des ensembles de gènes homéotiques, apparentés à ceux de la drosophile, déterminent également le plan du corps des […] Lire la suite
PRÉFORMATION ET ÉPIGENÈSE
Selon le dictionnaire Le Robert, la préformation est « une des deux théories biologiques en lutte aux xviie et xviiie siècles, selon laquelle l’organisme vivant est complètement constitué dans le germe ». Son opposé est l’épigenèse, « théorie sel […] Lire la suite
PROGRAMME GÉNÉTIQUE
L'étude de l'induction mésodermique et de la différenciation musculaire nous révèle que la différenciation procède par étapes et que le passage par une étape est indispensable pour que l'étape suivante se déroule : la différenciation de l'ectoderme et de l'endoderme est nécessairement préalable à l'induction mésodermique, laquelle est à son tour un préalable à la différenciation des myoblastes à p […] Lire la suite
SEXUALISATION, biologie
Dans le contexte de la fonction biologique fondamentale qu'est la reproduction (étudiée par ailleurs dans cet ouvrage de façon autonome), la sexualisation représente le mécanisme qui est à l'origine de la dichotomie phénotypique consubstantielle la reproduction sexuée. Il s'agit en effet des causes et des modalités de la différenciation sexuelle qui marque, dans une espèce animale, chaque individu […] Lire la suite
VIEILLISSEMENT
Pour tenter d'expliquer le vieillissement, plusieurs théories ont été proposées sur la base des observations biologiques (causes ou effets ?) connues, mais aussi d'expériences significatives. Schématiquement, on invoque soit l'usure et l'altération, non réparées avec l'âge, de matériel non génétique des cellules (protéome) ou des systèmes biologiques de régu […] Lire la suite
Dépense énergétique et vieillissement
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Dépense énergétique et vieillissement. Alors que la dépense énergétique de base (végétative) décroît de l'ordre de 15 p. 100 de trente ans à quatre-vingts ans, la dépense totale décroît de l'ordre de 25 p. 100 (d'après: M.C. Gandy).
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Modèle métabolique du vieillissement. Ce modèle, adapté de Mars (Mitochondria, Aberrant Proteins, Radicals and Scavengers) de Kowald and Kirkwood, met en évidence les causes métaboliques: attaque par les radicaux libres, notamment les radicaux oxygénés produits par les...
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Consommation basale d'oxygène et vieillissement. La consommation basale d'oxygène, indication de la dépense énergétique, décroît avec l'âge. Pourtant, rapportée à l'eau corporelle, la consommation basale d'oxygène ne change pas (d'après: Gregeman).
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Évolution de l'espérance de vie à la naissance des Françaises et des Français. Outre l'écart constant entre hommes et femmes, à l'avantage des femmes, les deux courbes représentatives révèlent un ralentissement sensible de l'augmentation de l'espérance de vie à partir des...
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Variation démographique en France, 1950-2050
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Évolution démographique de la France, 1950-2050. À partir de 2011, les Français de plus de soixante ans (23 p. 100 de la population), seront plus nombreux que les jeunes de moins de vingt ans.
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Développement d'un organisme végétal complexe
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Le développement d'un organisme végétal complexe nécessite la présence de cellules méristématiques localisées de manière précise et permanente. L'individualisation des cellules méristématiques nécessite la polarisation du zygote, laquelle permet sa segmentation inégale....
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Développement comparé d'embryons
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Le développement embryonnaire est une succession d'étapes au cours desquelles un nouvel individu se constitue. La segmentation est la première étape pendant laquelle le zygote se divise, sans interruption, par mitoses successives. Les divisions de la segmentation se déroulent...
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Schéma montrant la disposition des annexes de l'embryon de poulet.
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Aspect dorsal d'une gastrula d'Amphibien (a) et d'un disque germinatif de Sélacien (b).
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Formation de la cavité amniotique, à un stade avancé de la gastrulation chez un embryon de taupe, en coupe transversale.
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Développement végétal: texture d'une paroi en croissance
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Texture d'une paroi en croissance, dans le collenchyme de céleri. Coupe tangentielle montrant les plans croisés de polysaccharides.
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Embryon humain à quatre semaines
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À quatre semaines, l'embryon humain (en haut) rappelle, par sa structure générale, les traits anatomiques des poissons (alevin, en bas) : c'est un exemple de récapitulation.
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Cerveau humain : développement
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Développement des hémisphères cérébraux et du cortex cérébral de la 10e à la 40e semaine. Les cerveaux sont représentés à la même échelle (d'après A. Boué, R. Henrion et G. David, « Développement prénatal normal et pathologique »).
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Développement : la cellule embryonnaire
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Séquence de l'organisation à l'échelle cellulaire.
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Courbes de croissance de l'enfant
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Les courbes présentées ici ont été établies à partir d'un échantillon de population considéré comme normal dans le pays où ces diagrammes sont destinés à être utilisés. Il a été procédé, pour établir chacun des abaques, à une estimation, par voie statistique, de la valeur...
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Diagramme de la séquence des manifestations pubertaires (d'après J. M. Tanner, J. C. Czyba et coll., « Ontogenèse de la sexualité humaine », S.I.M.E.P., Villeurbanne, 1974).
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Évolution du périmètre crânien de l'enfant (in J. M. Robert, « comprendre notre cerveau », Seuil, Paris, 1982).
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Sinus urogénital de l'embryon humain
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C'est une formation tubulaire axiale qui reçoit trois paires de canaux dont la fonction initiale était excrétrice. La masculinisation rattache la gonade (testicule) au canal de Wolff (W). La féminisation implique la disparition de ce dernier et l'affectation du canal de...
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Chaîne des réactions donnant naissance à la protéine AMH (hormone antimüllerienne). Le gène SRY (en rouge) agit sur le gène AMH par l'intermédiaire de la « cascade » TDF → SOX9.
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Neuro-vieillissement et maladie d'Alzheimer
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Limitée dans le vieillissement usuel, la dégénérescence fibrillaire affecte progressivement l'ensemble du cerveau dans la « maladie » d'Alzheimer et la dysmence dégénère en démence. APP : précurseur de la protéine amyloïde ; AF : amas fibrillaire (d'après : A. Delacourte).
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Nomenclature et expression des gènes homéotiques chez la drosophile et chez la souris
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L'évolution des gènes homéotiques architectes du plan du corps est représentée au centre, à partir d'une structure ancestrale hypothétique. Les codes couleurs de l'expression des différents gènes au cours de l'embryogenèse sont les mêmes pour la drosophile (en haut) et...
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Mise en place des différentes régions du squelette axial des vertébrés
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Le lieu d'expression du gène HoxC-6 détermine la mise en place de vertèbres pourvues de côtes. Les segments antérieurs à l'expression de ce gène donnent les vertèbres cervicales (C), l'expression du gène définit les vertèbres thoraciques (T) : c'est ainsi que les souris...
Crédits : Encyclopædia Universalis France
Conséquences de changements dans l'expression de gènes homéotiques
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Lorsque le gène HoxD-4 (qui permet la formation des vertèbres cervicales) est placé sous le contrôle du promoteur du gène HoxA-1 (qui permet la formation des os fusionnés dans la région occipitale), on voit disparaître les vertèbres occipitales et apparaître des arcs vertébraux...
Crédits : Encyclopædia Universalis France ; modèle 3D fourni par Shutterstock
Rôle des gènes homéotiques dans la formation des membres
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Les gènes homéotiques agissent également dans la formation des membres. On peut inactiver sélectivement n'importe quel gène et observer les effets sur le développement de la patte chez la souris. On constate que des modifications de forme ou des pertes osseuses, dues à...
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Un mutant de drosophile doté d'une patte à la place d'une antenne :
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Chez un autre mutant homéotique de la drosophile, une patte s'est développée à la place d'une antenne. On voit que les composants de l'antenne et de la patte sont les mêmes, mais profondément différenciés. L'information de position « patte » a été transférée dans un segment...
Crédits : Encyclopædia Universalis France
Caractéristiques de la croissance au cours du cycle cellulaire
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Caractéristiques de la croissance au cours du cycle cellulaire. L'évaluation quantitative de la teneur en protéines du cytoplasme et du taux d'ADN contenu dans le noyau d'une cellule en cycle de division permet de subdiviser ce phénomène en quatre étapes : G
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Croissance relative chez le rat. Coordonnées logarithmiques. Poids en grammes, rapporté à celui du corps P, des organes suivants : C : cerveau ; Y : œil ; S : surrénales ; H : hypophyse, dans les deux sexes, et T : testicule. Deux changements de phase sont visibles (lignes...
Crédits : Encyclopædia Universalis France
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Croissance d'un chaume de seigle et courbes montrant la résistance à la section, mesurée au dynamomètre, des différentes parties (entre-nœuds et gaines foliaires). Les parties les plus molles sont les méristèmes situés à la base de chaque entre-nœud mais soutenus par la...
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Influence des hormones sur le taux de croissance de l'enfant normal.
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Quelques anomalies génétiques ou acquises du système hormone de croissance (GH)-somatomédine C susceptibles de provoquer un retard de croissance.
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Interactions endocriniennes au cours de la croissance pubertaire.
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Migration des cellules de la crête neurale
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Migration des cellules de la crête neurale, depuis le tube neural (en position dorsale) jusqu'au tube entérique (ventral).
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Développement osseux dans la main et dans le pied chez l'enfant normal.
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Longévité moyenne en fonction de l'espèce (in « Revue Triangle », Journ. Sandoz des sciences médicales, 2e trim. 1974).
Crédits : Encyclopædia Universalis France
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La technique de cryofracture. Elle permet de visualiser la surface des feuillets membranaires des cellules. Après congélation dans l'azote liquide, un bloc de tissu nerveux est placé dans une enceinte à vide poussé (10-6 Torr) et à basse température (-110°)....
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Différenciation progressive et orientée dans l'apex
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Différenciation cellulaire progressive et orientée dans l'apex d'une racine ; modalités de sortie de l'état méristématique telles qu'on les observe en microscopie optique (en bas).
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Différenciation au niveau subcellulaire
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Mise en évidence d'une différenciation au niveau subcellulaire. Restructuration de membranes cytoplasmiques au cours de l'exocytose. Les modifications sont visualisées par le test à l'acide phosphotungstique à bas pH. Le plasmalemme (pm) est très contrasté. La plupart des...
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Acquisition d'une polarité de croissance, en a : changement de forme d'une cellule passant d'un stade méristématique, sensiblement isodiamétrique, à un stade de croissance orientée dans une direction privilégiée (élongation) ; seules certaines faces pariétales s'accroissent...
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Différenciation membranaire et flux cytoplasmique
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Différenciation membranaire et flux cytoplasmique divergent pendant la croissance cellulaire. 1. Voie exocytaire (sécrétion de précurseurs de paroi et de plasmalemme). 2. Voie endocytaire (vacuolisation et entretien de la turgescence).
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Différenciation des cellules criblées du phloème
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La différenciation des cellules criblées du phloème : a) mitose inégale et ses conséquences. b) cellule criblée en cours de différenciation ; à gauche, vue d'ensemble (coupe transversale × 14 000) ; à droite, détail des protéines-P (×38 000).
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Dépense énergétique et vieillissement
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Métabolisme et vieillissement
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Nocivité des radicaux libres
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Espérance de vie en France
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Variation démographique en France, 1950-2050
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Développement d'un organisme végétal complexe
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Développement comparé d'embryons
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Embryon de poulet : annexes
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Embryon de sélacien
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Embryon de taupe
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Développement végétal: texture d'une paroi en croissance
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Embryon humain à quatre semaines
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Cerveau humain : développement
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Développement : la cellule embryonnaire
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Courbes de croissance de l'enfant
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Manifestations pubertaires
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Périmètre crânien de l'enfant
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Sinus urogénital de l'embryon humain
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Production de la protéine AMH
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Neuro-vieillissement et maladie d'Alzheimer
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Nomenclature et expression des gènes homéotiques chez la drosophile et chez la souris
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Mise en place des différentes régions du squelette axial des vertébrés
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Conséquences de changements dans l'expression de gènes homéotiques
Crédits : Encyclopædia Universalis France ; modèle 3D fourni par Shutterstock
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Rôle des gènes homéotiques dans la formation des membres
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Un mutant de drosophile doté d'une patte à la place d'une antenne :
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Caractéristiques de la croissance au cours du cycle cellulaire
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Rat
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Chaume de seigle
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Croissance de l'enfant
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Anomalies génétiques
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Interactions endocriniennes
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Migration des cellules de la crête neurale
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Main et pied chez l'enfant
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Longévité chez quatre espèces
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Cryofracture
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Différenciation progressive et orientée dans l'apex
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Différenciation au niveau subcellulaire
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Polarité de croissance
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Différenciation membranaire et flux cytoplasmique
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Différenciation des cellules criblées du phloème
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Lignine
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