RÉSERVES PHYSIOLOGIQUESRéserves végétales

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La continuité de l'espèce chez les Végétaux supérieurs (Spermaphytes) est assurée par divers systèmes s'appuyant sur des structures dont la plus répandue et la mieux exploitée est la graine. Mais ce n'est pas le seul organe de conservation et de multiplication des plantes. Tubercules, rhizomes, bulbes, hibernacles et turions concourent aussi à leur propagation. Dans un cas comme dans l'autre, les espèces prévoyantes emmagasinent des réserves qui seront mises à la disposition du nouvel organisme au moment de la germination. Il les utilisera jusqu'à son sevrage, c'est-à-dire lorsque, devenu autotrophe, le jeune individu assurera en toute indépendance son alimentation. Ces réserves sont destinées à fournir les éléments de base utiles aux nouvelles synthèses tout en libérant l'énergie nécessaire à la vie. C'est ainsi que dans la graine, le moment venu, l'embryon muni de ses réserves pourra prendre possession du milieu avec le maximum de chances de survie, sans autre secours que l'air et l'eau. Il affrontera donc avec une certaine garantie de succès les facteurs ambiants plus ou moins hostiles.

Lipides, protéines et glucides de végétaux

Tableau : Lipides, protéines et glucides de végétaux

Teneur, en pourcentage, du poids sec des lipides (L), protéines (P) et glucides (G) de diverses espèces végétales. 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Germination

Photographie : Germination

La germination des graines de tournesol (Helianthus annuus). 

Crédits : Davies & Starr, Getty Images

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L'emmagasinement des réserves ne se limite pas aux graines, aux fruits, aux tubercules et autres organes de multiplication et de dissémination. Les racines, les tiges, les feuilles peuvent également accumuler les métabolites en excès, ce stockage étant accompagné ou non d'hyperplasies et d'hypertrophies plus ou moins accusées des tissus.

Lipides, protéines et glucides de végétaux

Tableau : Lipides, protéines et glucides de végétaux

Teneur, en pourcentage, du poids sec des lipides (L), protéines (P) et glucides (G) de diverses espèces végétales. 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Réserves liées à l'économie générale de la plante

Réserves énergétiques

Les précurseurs des réserves sont au départ toujours des glucides, puisqu'ils sont synthétisés dans les parenchymes chlorophylliens. Les produits issus de la photosynthèse non utilisés par les feuilles migrent par voie libérienne vers des parenchymes de réserve où ils se déposeront généralement sous forme de glucides, plus rarement sous forme de lipides qui se constituent au détriment des glucides, ou encore de protides. C'est par exemple à partir des glucides solubles que se fabriquent les acides cétoniques qui permettront l'incorporation de l'azote et sa transformation en acides aminés.

La mise en réserve dépend des cycles nycthéméral, saisonnier, annuel et selon des modalités propres aux divers organes qui seront donc examinés tour à tour.

Racines

Prenons l'exemple de la betterave à sucre (Beta vulgaris). La betterave est une plante bisannuelle. La première année, elle s'étale en une rosette de grandes feuilles tandis que s'accroît sa racine qui se charge de saccharose (de 15 à 20 p. 100 du poids frais). Au début de la journée, les limbes foliaires sont dépourvus d'amidon. Grâce à une photosynthèse active, un excès de glucides se constitue rapidement ; ils s'accumuleront, sur place, sous forme d'amidon qui sera transformé en sucres réducteurs au cours de la nuit lorsque la photosynthèse aura cessé. D'autre part, pendant la période diurne elle-même, un flux (moins important cependant) est acheminé par la sève élaborée qui descend vers la racine pivotante, en passant par les pétioles des feuilles et la courte tige. En hiver, le pied entre en vie ralentie. La deuxième année, de nouvelles feuilles apparaissent. Les sucres qu'elles élaborent s'ajoutent aux réserves de la racine tubérisée qui s'épuisent pour assurer la croissance de la plante et la formation d'une tige qui portera en fin de végétation des semences bourrées de réserves. Il est évident que les agriculteurs effectueront la récolte au moment où les tubercules sont les plus riches en sucres.

La chicorée (Cichorium intybus), le dahlia entassent dans leurs racines, sous forme d'inuline, le mélange de saccharose, de glucose et de fructose élaboré dans leurs feuilles, glucides transportés par les vaisseaux du phloème. L'uridine-diphosphate-fructose participe à cette biosynthèse.

Chicorée sauvage

Photographie : Chicorée sauvage

Cichorium intybus L., la chicorée sauvage (famille des Asteraceae ou Compositae), est une plante originaire d'Eurasie tempérée. La chicorée sauvage spontanée est médicinale. Certaines variétés cultivées (cultivars) donnent des salades amères et les endives du... 

Crédits : Inna Nerlich/ Panther Media/ Age Fotostock

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Tiges et troncs

Les substances de réserve peuvent s'accumuler dans des tiges souterraines (fécules de pomme de terre, crosne du Japon, cyclamens, ignames...) ou aériennes (saccharose de la canne à sucre, des sorghos sucriers...). Chez le maïs, plante annuelle, la tige aérienne épaisse se charge au cours de la phase végétative de matières nutritives qui sont consommées lors de la floraison et de la fructification. Pour les espèces bisannuelles, le scénario s'identifie à celui qui a déjà été décrit dans le cas de la betterave.

Les arbres accumulent leurs réserves hydrocarbonées dans leurs troncs et dans leurs racines. La moelle de plusieurs palmiers (Metroxylon rumphii, M. sagu, Arenga...) est exploitée pour en extraire du sagou (jusqu'à 400 kg par arbre), amidon qui leur est particulier. Chez les arbres à feuilles persistantes, l'accumulation est maximale en période de reprise active de la végétation, c'est-à-dire au printemps. Les teneurs sont les plus élevées chez les Corypha, palmiers hapaxanthes, juste avant la floraison unique et très profuse qui précède la mort de l'individu après soixante-dix ans de vie végétative. Chez les arbres à feuilles caduques, l'accumulation, d'une part, et la consommation, d'autre part, des produits de réserve se font en relation avec les périodes de vie active et de vie ralentie, elles-mêmes liées au rythme saisonnier ; ainsi, c'est au moment de la chute des feuilles que les réserves seront le plus abondantes. Leur utilisation suivra, au printemps, la « montée de sève » qui réveille la vie végétative (elle fournit le sucre d'érable au Canada).

Les processus métaboliques en jeu varient avec les espèces, avec le type de photosynthèse (C3, C4, CAM) et les conditions du milieu. La plante régularise son métabolisme et l'adaptera, dans certaines limites, aux circonstances. Cette homéostasie harmonise ses fonctions en rapport avec les facteurs ambiants et les facteurs internes. Dans tous ces phénomènes interviennent de nombreuses enzymes qui jalonnent les diverses étapes métaboliques. Le compartimentage intracellulaire complexe permet d'assurer une protection des systèmes métaboliques cellulaires. Cependant, certains stress induisent des changements enzymatiques. Ces modalités sont encore plus nettes quand il s'agit des réserves hydriques des végétaux.

Feuilles

Les feuilles peuvent contenir de forts pourcentages de protéines. L'une des plus importantes et des plus abondantes est la ribulose-diphosphate-carboxylase qui agit à la fois comme catalyseur et comme réserve. Elle représente de 40 à 80 p. 100 des protéines foliaires totales sol [...]

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Lipides, protéines et glucides de végétaux

Lipides, protéines et glucides de végétaux
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Germination

Germination
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Chicorée sauvage

Chicorée sauvage
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Arbre-bouteille

Arbre-bouteille
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  • : professeur à l'université de Genève, directeur du département de biologie végétale

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Pour citer l’article

Jacques MIÈGE, « RÉSERVES PHYSIOLOGIQUES - Réserves végétales », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 01 décembre 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/reserves-physiologiques-reserves-vegetales/