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PHOTOPÉRIODISME

Les mécanismes du photopériodisme

Le fait que la lumière soit perçue par la plante suggère la présence d'une substance photoréceptrice qui induit une réaction de type hormonal.

L'agent photorécepteur

Les feuilles constituent les organes de perception du stimulus photopériodique : chez l'épinard, une seule feuille placée en jour long suffit à provoquer la floraison de la plante ; plus précisément, les jeunes feuilles en voie de croissance sont les plus sensibles.

La recherche d'un agent photorécepteur et de ses caractéristiques spectrales, amorcée de façon indirecte par l'étude de spectres d'action à l'aide de filtres colorés puis de radiations monochromatiques (obtenues avec des prismes ou des réseaux de diffraction), s'est poursuivie par la mise en évidence directe, spectrophotométrique, dans les feuilles d'un pigment appelé phytochrome(W. L. Butler et coll.). C'est une chromoprotéine, qui existe sous deux formes isomères interconvertibles, l'une inactive qui absorbe le rouge clair, l'autre active physiologiquement qui absorbe le rouge sombre (infrarouge proche ou rouge lointain). Des changements de configuration moléculaire suivent l'isomérisation et induisent des variations de potentiel électrique au niveau des membranes, ce qui modifie leur perméabilité à certains ions ; de plus, on a récemment montré qu'un médiateur chimique, l'acétylcholine – dont le rôle dans la transmission de l'influx nerveux chez les animaux est bien connu –, intervient dans la réaction : le médiateur peut remplacer la lumière rouge clair (M. J. Jaffé) et induire un effet morphogénétique comme l'inhibition de formation de racines.

Nature du stimulus

Par des ablations de diverses parties de la plante, échelonnées dans le temps, on a montré que le stimulus photopériodique migre à partir des feuilles vers les bourgeons ; il n'y a pas de sens privilégié de transport dans la plante, mais le stimulus se dirige préférentiellement vers les zones de croissance les plus actives.

La nature hormonale ainsi déterminée du facteur transmissible de l'induction photopériodique a été renforcée par des expériences de greffages entre des plantes de jour long et des plantes de jour court, ainsi que par l'effet additif de plusieurs cycles photopériodiques inducteurs. Une même substance, à laquelle on a donné le nom de florigène(M. C. Chailakyan, A. Lang), est capable de faire fleurir aussi bien les plantes de jour court que celles de jour long ; faute de précisions concernant sa composition, diverses substances chimiques ont été fournies aux plantes et certaines se révèlent parfois efficaces : c'est le cas de la vitamine E sur le fraisier ou des gibbérellines sur diverses plantes de jour long, à port en rosette en jour court.

Contrebalançant l'effet stimulateur produit par les feuilles placées en conditions favorables, un facteur inhibiteur se forme dans les feuilles placées en conditions défavorables. Une substance a été extraite des fruits du cotonnier ou des feuilles d'arbres en jour court : la dormine ou acide abscissique ; cette substance, produite en grande quantité en jour court, provoque l'entrée en dormance des bourgeons, la chute des feuilles, la tubérisation, inhibe l'induction florale des plantes de jour long et favorise celle des plantes en jour court (F. T. Addicott et coll.).

L'équilibre existant dans la plante entre différentes substances (auxine, cytokinines, gibbérellines, dormine) peut être déplacé en faveur des substances inhibitrices ou des substances activatrices, en fonction notamment des conditions photopériodiques.

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Écrit par

  • : sous-directeur d'institut de recherche au C.N.R.S., sous-directeur du laboratoire du phytotron à Gif-sur-Yvette

. In Encyclopædia Universalis []. Disponible sur : (consulté le )

Médias

Sensibilité des plantes - crédits : Encyclopædia Universalis France

Sensibilité des plantes

Cycles de lumière et d'obscurité - crédits : Encyclopædia Universalis France

Cycles de lumière et d'obscurité

Autres références

  • COMPORTEMENT ANIMAL - Fondements du comportement

    • Écrit par Dalila BOVET
    • 2 830 mots
    • 5 médias
    Sous des latitudes moyennes, c'est généralement laphotopériode, c'est-à-dire la longueur relative du jour et de la nuit, qui déclenche ces comportements saisonniers. En laboratoire, il est possible, en allongeant artificiellement la durée du jour, de stimuler les comportements liés à la reproduction...
  • CROISSANCE, biologie

    • Écrit par Universalis, André MAYRAT, Raphaël RAPPAPORT, Paul ROLLIN
    • 14 760 mots
    • 7 médias
    ...vaisseaux ligneux larges, alors que ces mêmes vaisseaux sont très étroits dans le bois formé à l'automne. Il existe également une rythmicité journalière. Si une plantule croissant en obscurité continue est exposée brusquement à la lumière, il en résulte des oscillations rythmiques de la vitesse de croissance....
  • DÉVELOPPEMENT, biologie

    • Écrit par Georges DUCREUX, Hervé LE GUYADER, Jean-Claude ROLAND
    • 19 221 mots
    • 14 médias
    Chez les plantes qui relèvent d'une induction photopériodique, l'approche expérimentale est plus aisée dans la mesure où elle peut être menée de façon quantitative. Cette approche est particulièrement évidente pour les plantes de jours longs comme la moutarde (Sinapis alba), utilisée encore...
  • DIAPAUSE, zoologie

    • Écrit par Catherine BLAIS, René LAFONT
    • 1 154 mots

    La diapause est une forme de vie ralentie, génétiquement déterminée, une phase d'arrêt du développement pendant des périodes défavorables de l'environnement. Cet important mécanisme adaptatif permet aux animaux de résister et de survivre aux variations saisonnières de l'habitat telles que les...

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Voir aussi