Tout cela est possible grâce aux cellules souches ou méristèmes dela plante . Les cellules souches sont des cellules non spécialisées qui peuvent sedifférencier (se développer) en n'importe quel nouveau type de tissu d'organe - feuilles, tiges, racines, fleurs, etc. Une fois que nous, les humains, avons atteint la taille adulte, nous n'avons plus ce type de cellules souches. Découvrons donc le méristème, sa fonction, les types qui existent et quelques faits à son sujet.
Définition du méristème
Le méristème est un type de tissu végétal constitué de cellules indifférenciées capables de se diviser indéfiniment. Ces cellules méristématiques sont essentiellement des cellules souches agglutinées qui peuvent se développer en tous les autres types de tissus et d'organes végétaux.
Apprends-en plus sur la différenciation cellulaire et les cellules souches en consultant nos articles !
Lestissus méristématiques sont des régions de cellules végétales capables de se diviser et de croître.
Lescellules méristématiques sont des cellules indifférenciées, présentes dans le tissu méristématique, qui peuvent se diviser en cellules similaires ou donner naissance à des tissus et organes végétaux différenciés.
Lescellules souches sont un type de cellules à partir desquelles sont générées toutes les autres cellules spécialisées ayant des fonctions spécifiques.
Les cellules méristématiques sont des cellules souches totipotentes. C'est ce qui les rend si uniques.
Lescellulestotipotentes ont la capacité de s'auto-renouveler et peuvent se transformer en n'importe quel tissu végétal spécialisé.
Les cellules méristématiques des plantes peuvent se diviser et se développer pendant toute la durée de vie de la plante. Cela permet aux plantes de continuer à croître et à se réparer jusqu'à leur mort, contrairement à la plupart des animaux.
Fig. 1.Si tu observes un tissu méristématique au microscope, tu verras probablement certaines cellules en train de subir une mitose.
Un petit rappel sur la division cellulaire ! Lamitose produit deux cellules filles identiques à partir d'une cellule mère unique.
Laplupart des divisions cellulaires humaines se produisent par le biais de lamitose , à l'exception de la production des gamètes.
- Une cellule se prépare à se diviser. Les chromosomes dans le noyau de la cellule se répliquent, s'épaississent et s'enroulent.
- La membrane nucléaire se désintègre. Les chromosomes s'alignent en paires correspondantes au milieu de la cellule.
- Les paires sont séparées et tirées vers les côtés opposés de la cellule.
- De nouveaux noyaux se forment. Le cytoplasme est réparti entre les deux cellules, qui se divisent.
Ces nouvelles cellules peuvent être utilisées pour la croissance ou la réparation.
Pour en savoir plus sur la division cellulaire et la mitose, consulte notre article sur la mitose et le cycle cellulaire !
Types de méristèmes
Les tissus des méristèmes sont classés en fonction de leur emplacement dans la plante. Lesméristèmes apicaux se trouvent à l'extrémité des racines et des pousses. Il existe également destissus de méristèmes latéraux qui se trouvent au milieu de la plante. En règle générale, les méristèmes apicaux favorisent la croissance verticale, tandis que les méristèmes latéraux favorisent l'élargissement de la plante.
Mais il est bon de noter qu'il y a quelques exceptions à cette règle, comme l'herbe !
L'herbe continue de pousser même après avoir été tondue et que le méristème apical de la pousse ait été coupé. En effet, la majeure partie de la croissance d'une plante d'herbe provient de ses tissus de méristème latéral. Les brins d'herbe poussent à partir du milieu plutôt que du sommet.
Méristèmes apicaux
Les méristèmes des racines et des pousses se forment au cours du développement. Les cellules de cette région s'allongent et se divisent pour favoriser la croissance et le développement de nouvelles cellules méristématiques. Ces nouvelles cellules se différencieront ensuite en cellules spécialisées requises.
Fig. 2 : Les méristèmes apicaux se trouvent à l'extrémité des pousses et des racines, unsplash.com
Méristème radical
Le méristème radical est une petite région de cellules souches à l'extrémité d'une racine. Ces cellules peuvent se diviser et former de nouveaux tissus racinaires. Une partie extérieure de cellules de parenchyme, appelée chapeau racinaire, protège le méristème apical à l'intérieur du sol contre les facteurs de stress environnementaux externes.
Le méristème radical permet aux racines de s'allonger, maximisant ainsi l'accès à l'eau, aux nutriments et aux minéraux présents dans le sol.
Le méristème de la pousse
Lesméristèmes de pouss es (également appelés bourgeons terminaux) se trouvent à l'extrémité de toutes les branches et de toutes les tiges. Ces zones peuvent croître et se développer indéfiniment, possédant la capacité de se transformer en feuilles, en branches, en fleurs et en fruits. Les tissus des méristèmes de pousses facilitent la reproduction et maximisent l'accès à la lumière du soleil pour la photosynthèse.
Méristèmes latéraux
Certains tissus du méristème se trouvent au milieu de la plante, plutôt qu'aux extrémités.
Le cambium en est un exemple. Ce tissu de méristème latéral est situé entre le xylème et le phloème dans la tige d'une plante. Il permet à la tige de s' élargir et de former des tissus ligneux, renforçant ainsi la plante.
La fonction des méristèmes
Les tissus méristématiques soutiennent de multiples fonctions au sein de la plante.
Croissance primaire
L'élongation et la division des cellules déclenchent la croissance primaire.
Lacroissance primaire est l'augmentation de la hauteur d'une plante ou de la longueur de ses racines.
Quels en sont les avantages pour la plante ?
Augmentation de la hauteur : la plante devient plus grande. Cela permet un meilleur accès à la lumière du soleil pour la photosynthèse.
Augmentation de la longueur des racines : la plante a une plus grande capacité à accéder à l'eau, aux minéraux et aux nutriments présents dans le sol.
Réparation des blessures
Les cellules du méristème peuvent se former à l'intérieur des tissus blessés et se différencier en nouvelles cellules non endommagées pour contrôler la cicatrisation des plaies.
Production d'hormones
Trois types différents d'hormones végétales contrôlent l'allongement et la division des cellules du méristème. Les hormones sont résumées dans ce tableau.
| Hormone | Fonction |
| Gibbérelline | Favorise l'élongation de la tige |
| Cytokinine | Favorise la division cellulaire |
| Auxine | Favorise l'élongation des cellules |
Tableau 1 : Les hormones et leur fonction dans la croissance et le développement des plantes.
La gibbérelline n'est pas produite dans les tissus méristématiques, mais la cytokinine et l'auxine le sont.
Lesextrémités des pousses et des racines sont le site de production de l' auxine, une hormone végétale importante . L'auxine stimule l'élongation des cellules. Cela se produit généralement dans la partie "sombre" de la tige de la plante qui est orientée à l'opposé d'une source de lumière. Les cellules plus longues du côté sombre de la tige permettent à la plante de se pencher vers la lumière. De plus, l'auxine contrôle la dominance apicale. Si l'apex de la pousse (et donc le site du méristème apical) est supprimé, l'auxine n'est plus produite. Cela déclenche la croissance des méristèmes latéraux.
Lescytokinines sont une autre hormone végétale vitale produite dans les méristèmes apicaux. Elles favorisent la division cellulaire.
Produire des plantes identiques
Les tissus des méristèmes peuvent se différencier en n'importe quel type de cellule végétale. Par conséquent,ces cellules peuvent être utilisées pour produire des clones de plantes entières. Cette méthode est un moyen rapide et peu coûteux d'empêcher l'extinction d'espèces rares. En outre, cette méthode de clonage peut être utilisée pour cultiver des plantes identiques présentant des caractéristiques positives telles que la résistance aux maladies ou un rendement élevé.
Exemple de méristème : Utilisations
Lescellules méristématiques peuvent être utilisées pour cloner des plantes de façon rapide et économique. Comment cela fonctionne-t-il ?
Tout d'abord, les cellules méristématiques sont prélevées sur une plante et cultivées en culture de tissus.
La culture detissus consiste à faire croître des cellules en dehors d'un organisme.
La culturede tissus se fait dans un milieu de culture qui contient :
De l'agar : une matière gélatineuse dérivée d'algues marines, utilisée comme support.
desnutriments : pour la croissance et la réparation
Deshormones végétales : pour stimuler la croissance et la division cellulaire.
Ilest beaucoup plus rapide de produire de nouvelles plantes par clonage qu'en collectant et en semant des graines.
Lesclones seront génétiquement identiques à la plante originale qui a fourni les cellules du méristème. Cela est utile pour la culture à grande échelle de plantes présentant des caractéristiques souhaitables, telles que la tolérance à la sécheresse.
En outre, le clonage de plantes en culture de tissus est un moyen facile et efficace de produire de nouveaux individus, ce qui permet depréserver les espèces végétales en voie de disparition.
Tissu de méristème : Quelques faits
Voici quelques informations sur le tissu méristématique :
Lestissus de mér istème sont essentiels à la survie de l'homme. Essentiellement, ils détiennent le schéma directeur des combustibles que nous brûlons, de la nourriture que nous mangeons et de l'oxygène que nous respirons !
Leclonage des plantes à l'aide de leurs tissus de méristème est une méthode de propagation courante. Les tissus du méristème ont été utilisés pour cloner des pommes de terre, du maïs, de la canne à sucre et des bananes.
Les structures cellulaires et moléculaires des tissus du méristème sont très similaires dans de nombreuses espèces de plantes.
Les tissus du méristème permettent à certains arbres de vivre pendant des milliers d'années.
Le plus vieil arbre du monde est un pin bristlecone situé en Californie. L'arbre Mathusalem porte le nom d'un personnage biblique qui a vécu pendant près d'un millénaire. L'arbre de Math usalem après de 5000 ans. En comparaison, le vertébré le plus vieux du monde est le requin du Groenland. Il vit en moyenne 400 ans.
Les cellules du méristème des plantes ne peuvent pas être utilisées dans les soins de santé humains. Cependant, elles possèdent des propriétés antioxydantes et anti-inflammatoires, souvent utilisées dans les produits de soin de la peau.
Méristème - Points clés
Les tissus du méristème sont des régions de cellules végétales capables de se diviser et de croître. Ces cellules sont totipotentes, c'est-à-dire qu'elles peuvent se différencier en n'importe quel type de cellule spécialisée.
Les méristèmes apicaux se trouvent dans les pousses et les racines d'une plante, tandis que les méristèmes intercalaires et latéraux sont situés au centre de la plante.
Les hormones gibbérelline et auxine contrôlent l'élongation des cellules, tandis que les cytokinines favorisent la division cellulaire.
Le tissu du méristème est utilisé pour la croissance primaire, la réparation des blessures, la production d'hormones et le clonage des plantes.
Références
- CGP, GCSE AQA Combined Science Revision Guide, 2021
- Edexcel, Salters-Nuffield A level Biology, 2015
- Kara Rogers, Mitosis, Britannica, 2020
- M.J. Farabee, Hormones végétales, nutrition et transport, 2007
- Melissa Petruzzello, Meristem, Britannica, 2020
- Oregon State University, Mécanismes de croissance, 2022
- Pratima Bajpai, Manuel de Biermann sur les pâtes et papiers (troisième édition), 2018.
- Reinhard Renneberg, La biotechnologie pour les débutants (deuxième édition), 2017
- Robin McKie, L'arbre de Mathusalem et les secrets des organismes les plus anciens de la Terre, The Guardian, 2020.
- Srishti Aggarwal, Les cellules souches végétales et leurs applications : un accent particulier sur leurs produits commercialisés, Biotech, 2020.
- Susan T. Rouse, Les méristèmes, Encyclopedia.com, 2022
- Thomas Greb, Les cellules souches végétales, Current Biology, 2016
- Fig. 1. Stades mitotiques dans le méristème apical de l'extrémité de la racine d'Allium 400x (https://www.flickr.com/photos/146824358@N03/23581050748/in/album-72157684892968976/) por Berkshire Community College Bioscience Image Library, Dominio público.
- Fig. 2. Image (https://unsplash.com/photos/ZgY-zd7rH9g) de Gaudenis G. (evergreensanddandelions), utilisation gratuite sous la licence Unsplash (https://unsplash.com/license).
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