Pourquoi les plantes poussent-elles vers le haut ?

Les plantes utilisent la gravité pour orienter leurs tiges vers le haut, ça s’appelle le gravitropisme. Tous les objets sont attirés par le centre de la Terre, c’est la gravité. Grâce à la présence de petites billes lourdes dans certaines cellules, les plantes sont capables de ressentir la gravité. Quand on couche les plantes, les billes dans les cellules suivent ce même mouvement vers le bas. Les plantes ressentent la gravité. Petit à petit les tiges se sont courbées vers le haut. La plante a réagi à l’inclinaison du pot. Tu connais les boules à neige que tu secoues et dont les flocons retombent toujours vers le bas? Les billes dans les cellules suivent ce même mouvement vers le sol lorsque les plantes sont couchées.

Les plantes poussent à la verticale ou presque. La réponse se trouve dans les statocytes. Situées dans les zones d’élongation des végétaux, ces cellules spécialisées sont responsables de la perception de la gravité par les plantes, essentielle pour la croissance vers « le haut » des tiges et « le bas » des racines. Ces statocytes contiennent eux mêmes des statolithes, des petits grains riches en amidon plus denses que le milieu cellulaire, qui s’accumulent dans la partie la plus basse de la cellule, créant l’asymétrie nécessaire à la perception de la verticalité. À peine l’orientation de la plante change-t-elle de quelques degrés que les statolithes se déplacent et influent sur la production d’hormones de croissance qui rectifient la direction de l’élongation. La dynamique des statolithes est donc différente d’un écoulement granulaire pour être sensible à de petites inclinaisons. Antoine Bérut et ses collègues proposent un modèle différent pour expliquer le comportement de ces petits grains: grâce à l’agitation qui les anime, ils s’écoulent comme un liquide dans le fond des statocytes, induisant une détection de l’inclinaison sans angle minimum. Même avec une faible inclinaison, de l’ordre de 10 degrés d'angle, inférieur en principe à l’angle d’avalanche dans un tel milieu, les statolithes s’écoulent et s’empilent pour former une surface horizontale en quelques minutes. D'après les chercheurs, cet écoulement liquide et non granulaire est rendu possible par l’importante agitation des statolithes dans le milieu cellulaire. Reste néanmoins à expliquer les raisons de l’agitation, non brownienne, des statolithes in vivo. D’après les chercheurs, elles sont sans doute à chercher dans les interactions de ces grains avec le cytosquelette des cellules, constitué de filaments d’actine ou microtubules, mais des études, biologiques cette fois, sont nécessaires pour le confirmer.

Le gravitropisme est l’influence de la gravité sur la croissance et l’orientation des végétaux grâce à des cellules spécialisées dans la perception de la gravité. Situées dans la coiffe du système racinaire et dans la tige des végétaux, elles transmettent des signaux que la plante va interpréter pour orienter son développement. Ce sont les cellules stratocytes qui agissent comme des poids, à la manière d’un fil à plomb. L’orientation verticale est appelée orthogravitropisme. Elle est négative pour la tige et positive pour les racines. En bref, de la graine à la plante, le végétal sait très bien s’il pousse dans le bon sens ! Même si vous plantez votre graine à l’envers la tige sortira à l’air libre… L’orthogravitropisme négatif repousse le sol tandis que l’orthogravitropisme positif est attiré par le sol, c’est le côté des racines ! Ainsi, si vous couchez vos plantules elles chercheront toujours à rétablir la verticalité en fonction de la gravité. L’orthogravitropisme est positif pour les tiges : elles s’orientent vers le haut ; Négatif pour les racines : elles s’orientent vers le bas.

Les plantes aussi sont capables de déterminer la verticale, ce qui leur permet de pousser vers le haut pour capter plus de lumière. Les plantes possèdent des cellules spécialisées, les statocytes, qui contiennent des grains d’amidon, les statolithes. En s'accumulant au fond des statocytes, les statolithes indiquent le bas. La position des statolithes dans les cellules suffirait à indiquer la verticale à la plante indépendamment de la force de pression résultant de l’attraction des statolithes par la gravité. De plus, les résultats indiquent que la sensibilité de la réponse varie d’une espèce à une autre : certaines plantes sont plus sensibles à un écart à la verticale que d’autres.