RÉSERVES PHYSIOLOGIQUESRéserves végétales
Carte mentale
Élargissez votre recherche dans Universalis
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
Teneur, en pourcentage, du poids sec des lipides (L), protéines (P) et glucides (G) de diverses espèces végétales.
Crédits : Encyclopædia Universalis France
La germination des graines de tournesol (Helianthus annuus).
Crédits : Davies & Starr, Getty Images
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
Teneur, en pourcentage, du poids sec des lipides (L), protéines (P) et glucides (G) de diverses espèces végétales.
Crédits : Encyclopædia Universalis France
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.
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
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 [...]
1
2
3
4
5
…
pour nos abonnés,
l’article se compose de 14 pages
Écrit par :
- Jacques MIÈGE : professeur à l'université de Genève, directeur du département de biologie végétale
Classification
Autres références
« RÉSERVES PHYSIOLOGIQUES » est également traité dans :
RÉSERVES PHYSIOLOGIQUES - Réserves animales
Alors que les besoins nutritionnels, et surtout les besoins énergétiques, des animaux sont permanents, leur alimentation est au contraire discontinue. La mise en réserve temporaire est donc une nécessité vitale. Les composés mis en réserve comportent aussi bien des nutriments d'origine endogène que des nutriments d'origine exogène alimentaire. Comparées aux végétaux, les possibilités métaboliques […] Lire la suite
ADIPEUX TISSU
Tissu conjonctif dans lequel les fibrilles de précollagène ne forment qu'un mince réseau enserrant des lobules graisseux et dans lequel la microvascularisation est bien développée ainsi que l'innervation. Le tissu adipeux a pour cellules des fibrocytes et des histiocytes. Ces derniers ont la particularité de pouvoir se charger de lipides, dispersés en phase aqueuse. Une large enclave formée de tri […] Lire la suite
CHOLESTÉROL
Dans le chapitre « Esters de cholestérol tissulaires » : […] Dans les cellules, le cholestérol est présent principalement sous forme libre. Dans certains tissus toutefois, on trouve des esters de cholestérol en concentration notable : il s'agit alors de formes de réserve du cholestérol. Dans le foie, le cholestérol est ainsi en réserve en vue de sa conversion en acides biliaires et de son exportation au sein des lipoprotéines plasmatiques (cf. tableau) ; […] Lire la suite
EMBRYOLOGIE
Dans le chapitre « Vésicule ombilicale » : […] Chez les reptiles et les oiseaux ovipares, la vésicule ombilicale est toujours volumineuse. Elle est, comme dans l'œuf de poule, caractérisée par l'abondance des réserves nutritives (ou vitellus) du « jaune » de l'œuf. Le vitellus est constitué par des protéines, des graisses, lécithines et autres phospholipides, du cholestérol, des hydrates de carbone, des sels minéraux et une faible quantité […] Lire la suite
FER - Rôle biologique du fer
Dans le chapitre « Les réserves en fer de l'organisme » : […] Les réserves en fer de l'organisme se trouvent principalement dans les hépatocytes et dans les macrophages du foie et de la rate. Ce fer de réserve est associé à la ferritine, une protéine hétérogène, constituée d'une coquille protéique creuse de diamètre extérieur 12-13 nm et d'un noyau ferrique pouvant contenir jusqu'à 4 000 atomes de fer au sein de la cavité centrale (fig. 2a ). Cette coquille […] Lire la suite
GLUCIDES
Dans le chapitre « Polymères du fructose (fructanes) » : […] Les fructanes constituent, tout comme l'amidon, la réserve glucidique de certaines plantes, particulièrement Composées et Graminées. L' inuline , très répandue dans de nombreux organes de plantes (artichaut, dahlia), se range dans ce groupe. Elle est composée de 30 à 40 résidus D-fructofuranosyl, unis par des liaisons β (1 → 2), et de 1 à 2 unités D-glucopyranosyl placées en bout de chaîne . D'aut […] Lire la suite
GLYCÉMIE
Dans le chapitre « Les lieux du métabolisme glucidique » : […] Les lieux du métabolisme glucidique comprennent deux plaques tournantes essentielles (la cellule hépatique et la cellule graisseuse) et un lieu privilégié d'utilisation (la cellule musculaire). Les études biochimiques fondamentales, réalisées in vitro, consistent à analyser les modifications, en fonction du temps, que subissent différentes substances au contact de broyats tissulaires. Le foie peu […] Lire la suite
GLYOXYSOME
Pendant la germination des graines oléagineuses (ricin, tournesol), les réserves lipidiques de l'albumen ou des cotylédons des semences disparaissent. Ces lipides sont convertis en glucides, principalement du saccharose : ainsi un flux de carbone dérivé des lipides pourra alimenter la plantule en croissance, en lui fournissant les composés carbonés indispensables à son métabolisme hétérotrophe. La […] Lire la suite
HÉMOCHROMATOSES
Dans le chapitre « Le fer dans l'organisme humain » : […] Le fer est un élément primordial de différents constituants du corps humain. Il est présent, d'abord, dans les composés héminiques que sont l'hémoglobine (dans les globules rouges), la myoglobine (protéine musculaire) et diverses enzymes. Il appartient, ensuite, à des composés non héminiques tels que la transferrine, molécule de transport, ou encore la ferritine et l'hémosidérine, molécules de […] Lire la suite
LECTINES
Dans le chapitre « Distribution et localisation » : […] Les lectines se rencontrent communément dans les graines surtout de Légumineuses où elles peuvent représenter une part importante de leurs protéines (par exemple 30 p. 100 des protéines totales chez Canavalia ensiformis ), ce qui fait penser qu'elles peuvent avoir un rôle de réserve. Elles se forment au cours de la maturation de la graine (vingt-sept jours après l'anthèse chez Dolichos biflorus ) […] Lire la suite
Voir aussi
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/