absorption (suite)
Certaines plantes (Monocotylédones surtout : Orchidacées, Broméliacées. Aracées, Commélynacées) possèdent, qu’elles soient épiphytes ou non, des racines aériennes qui pendent sans jamais atteindre le sol. Ces racines n’ont pas de poils absorbants, mais un tissu externe, appelé voile, formé de cellules mortes qui jouent le rôle d’éponge dans la fixation de l’eau atmosphérique et de la rosée. Cette eau pénètre ensuite dans les tissus vivants de la plante. De même, chez les Sphaignes, on trouve à la surface de la plante des cellules mortes qui absorbent l’eau et la mettent en réserve. La base des feuilles (les gaines surtout), les urnes de Népenthès, peuvent servir de réservoirs, et l’on parle alors de « plantes-citernes » ; ces réserves d’eau seraient utilisées par la plante. L’eau atmosphérique (en particulier la condensation nocturne) peut être utilisée par les végétaux, surtout dans les régions semi-désertiques, si la fanaison n’est pas trop avancée. Cette absorption se fait à travers la cuticule des feuilles.
Certaines épiphytes (Tillandsia) portent à la surface de leur tige des poils absorbants en ombrelle et capables de retenir une partie de l’eau de pluie et de la rosée. Ces organes assurent le ravitaillement en eau du végétal, qui n’a aucun lien nutritif avec son support (un simple fil de fer leur convient très bien). Les plantes aquatiques, bien que totalement immergées, absorbent cependant l’eau par leurs racines, et cette eau est rejetée par les feuilles comme chez la plupart des espèces aériennes.
Quant aux sels minéraux, ils se trouvent dans le sol, soit à l’état dissous dans l’eau, soit à l’état solide. Les substances dissoutes empruntent les mêmes voies que l’eau. Une constatation s’impose : il y a sélection de ces substances au niveau de la membrane vivante ; leur faible masse molaire, leur solubilité dans les lipides et leur possibilité d’ionisation sont des facteurs qui favorisent leur passage. La perméabilité des cellules végétales est modifiée par la température et l’acidité du milieu, et surtout par la nature des ions qui sont mis à leur contact.
On distingue des ions minéraux indispensables à des doses relativement importantes (phosphore, potassium, soufre, magnésium, calcium, chlore, sodium, silicium) et d’autres qui ne sont utiles qu’à très faibles doses (bore, fluor, iode, fer, manganèse, zinc, aluminium, cuivre, etc. [oligo-éléments]).
Si les sels ne sont pas solubilisés, mais se trouvent à l’état de granules solides dans le sol, l’absorption est cependant possible. En effet, les poils absorbants (ainsi que certains microorganismes) sont capables, grâce à diverses sécrétions (ions H+ en particulier), de solubiliser localement des sels insolubles, qui pénètrent alors sous la forme d’ions. Ainsi, les ions H+ rejetés par les racines permettent, en présence de calcium, de libérer des ions K, qui sont alors utilisables. Les plantes, en présence de ces granules, fabriquent un chevelu de racines capables d’absorber en ce point tout ce qui leur est nécessaire. Cela a été spécialement mis en évidence pour le phosphate tricalcique et justifie l’utilisation d’engrais sous forme de granulés. De nombreuses réactions analogues permettent d’expliquer la pénétration des ions ; d’autres, au contraire, expliquent la stérilité de certains sols imprégnés en excès par des sels (sodium des sols maritimes).
Enfin, la pénétration des ions est possible également au niveau des feuilles. Mais si, après aspersion, Fe, Zn, SO4, Cl et Na sont bien absorbés et migrent, au contraire Ca et Mg ne s’éloignent que très peu de leur point de pénétration.
Quant aux substances organiques simples, elles sont absorbées par les végétaux non verts (Bactéries, Champignons) ou par les plantes vertes carencées en aliments azotés (plantes dites carnivores*) beaucoup plus abondamment que par les autotrophes totales.
L’absorption précirculatoire
Absorption de l’eau par les plantes supérieures
Les feuilles et les jeunes tiges perdent par transpiration la plus grande partie de l’eau qui leur est fournie par les vaisseaux. Il y a ainsi un « appel » qui se répercute jusqu’au niveau des racines, dont les cellules se trouvent alors carencées. La concentration des sucs vacuolaires augmente de proche en proche jusqu’au niveau des poils absorbants, ainsi que la pression osmotique ; il peut y avoir alors nouvelle absorption de l’eau du sol. Mais cette explication ne semble pas complète, car l’eau pénètre aussi en grande partie en suivant les membranes squelettiques et les espaces vides intercellulaires, et elle parvient ainsi jusqu’à l’endoderme, où la structure imperméable des parois latérales des cellules arrête le déplacement.
C’est au niveau de l’endoderme, qui sert de membrane semi-perméable, qu’a lieu la phase active. En effet, c’est là que les phénomènes physiques de l’osmose jouent un rôle important à travers la paroi cytoplasmique des cellules. Cependant, des migrations d’eau peuvent aussi s’effectuer en dépit des gradients osmotiques : elles s’expliqueraient grâce à des réactions métaboliques internes de la cellule endodermique.
Absorption des sels minéraux par les plantes supérieures
Le mécanisme de l’absorption des sels minéraux se décompose en deux phases. Il y a tout d’abord la diffusion à travers les espaces libres de la racine et même une partie du cytoplasme ; c’est un phénomène réversible, ne nécessitant pas un apport d’énergie. Puis il y a fixation dans des molécules à l’intérieur de la cellule : c’est la phase d’accumulation. Ces opérations, sans doute effectuées par l’intermédiaire de transporteurs (protéines, acides aminés, composés phosphorylés, cytochromes, etc.), sont endo-énergétiques et nécessitent l’entrée en jeu du chondriome et la libération d’énergie respiratoire à partir de métabolites (sucres, par exemple). Cette seconde phase dépend, par conséquent, de la température (optimale à 35 °C), de la tension en oxygène (les sols asphyxiés empêchent l’absorption des sels minéraux) et de l’importance des réserves organiques (les plantes étiolées ne peuvent absorber de grandes quantités de sels minéraux).