Le phototropisme

Thèmes abordés

Phototropisme, auxine, signal, photorecepteur coléoptile

Résumé du document

Dans la nature, les plantes ne sont pas soumises aux mêmes contraintes pour bénéficier au maximum du rayonnement lumineux. La croissance en hauteur, plus généralement le port d'une plante, lui permet de tirer au mieux parti de son environnement, et en particulier de capter le maximum de lumière, élément fondamental de sa croissance. Nous allons étudier, dans le cadre du thème de l'année « L'information », le phototropisme, un phénomène qui se traduit par une courbure de la plante en direction de la lumière. Rappelons que c'est Darwin qui, le premier, a découvert et étudié ce phénomène.

Extraits

[...] - Les dispositifs sensoriels des végétaux supérieurs, Institut Botanique de Besançon p. CATINOT 1969. - Les éclaircies dans les peuplements artificiels de la forêt dense africaine, Bois et Forêts des Tropiques No 126, p. 15-38. [...]

[...] Cette substance est l'auxine, une hormone végétale (phytohormone ou facteur de croissance). Conclusion. Nos travaux nous ont montré que le signal lumineux était capté par le coléoptile, ce qui va déclencher une modification chimique de récepteurs et suite à cela, déclanchera toute une cascade de réactions qui aboutiront à la courbure du coléoptile en lumière non isotrope.Le stimulus va donc provoquer un changement de conformation de récepteur, ce qui induit une réponse physiologique en principalement trois phases : d'abord la transmission de l'information lumineuse à l'apex (redémontrée lors d'une expérience) la capture des photons par les photorécepteurs ainsi que de leurs changements de conformations , puis la transmission de l'information hormonale aux cellules cibles de la zone d'élongation qui pourront croître de façon significative grâce aux mécanismes déclanchés par la fixation de l'auxine sur des récepteurs et enfin la courbure phototropique. [...]

[...] Nous allons à présent étudier la lumière en tant que signal. L'observation la plus directe d'un coléoptile témoin exposé à une lumière non isotrope est la présence d'une courbure qui ramène la pointe dans la direction de la source de lumière. Nous allons tenter dans cette partie de confirmer ou d'infirmer les expériences de Darwin quant au lieu de réception du signal, à savoir l'apex du coléoptile selon les interprétations de Darwin. On constate que la courbure de nombreux coléoptiles témoins exposés à une lumière non isotrope se situe à quelques millimètres sous l'apex, le tronc ne se courbant pas à la base. [...]

[...] Détermination du lieu de synthèse de l'effecteur et de la nature du signal: Pour déterminer le lieu de synthèse de l'effecteur nous avons réalisé une expérience au niveau de l'apex qui est la suivante : On a soumis 20 coléoptiles de blé à la lumière non isotrope par tranche de 8 heures à température ambiante, on a pu observer une courbure phototropique c'est-à-dire une différence de croissance entre les 2 faces du végétal. Le coléoptile présente donc un phototropisme positif, il est attiré par la lumière. On a ensuite enlevé l'apex de la plantule, le coléoptile n'a pas grandit. L'apex est donc indispensable à la croissance. Et puis on utilise un coléoptile intacte, avec un capuchon sur l'apex, on note une croissance de la plantule, mais pas de courbure phototropique. [...]

[...] Elle est minimale pour le vert (545 nm). La courbure est de valeur très proche pour le bleu et le violet, on l'explique par le matériel utilisé. En effet, les filtres de couleurs ne laissent pas passer la longueur d'onde exacte. De ce fait, la différence de 40 nm entre le bleu et le violet sur les données constructeur n'existe sans doute pas autant dans la réalité. On peut faire l'hypothèse qu'il existe des récepteurs à des radiations lumineuses précises, en l'occurrence le bleu et le rouge. [...]