Comment les plantes résistent-elles à la sécheresse ?

LES PLANTES TRANSPIRENT-ELLES POUR LES MÊMES RAISONS QUE NOUS ?

Et bien pas vraiment. C’est vrai, la transpiration rafraichit les plantes comme les humains. Mais si les plantes transpirent, c’est avant tout car elles n’en ont pas le choix : c’est le prix à payer quand les stomates s’ouvrent pour capter du CO₂. Comme l’air extérieur est la plupart du temps plus sec que l’intérieur de la feuille, les molécules d’eau présentes dans cette feuille vont être comme tirées vers l’extérieur de la plante et sortir sous forme de vapeur d’eau par les stomates ouverts. Cela va avoir un effet d’aspiration sur tout le reste de la colonne d’eau que la plante puise dans le sol par ses racines. C’est comme si la tige de la plante était une paille dans laquelle on aspirait pour faire monter l’eau du sol.

En fait, les plantes utilisent la transpiration pour faire circuler la sève des racines jusqu’aux feuilles. Cette sève, dite brute, est composée principalement d’eau et de minéraux que la plante trouve dans le sol via ses racines. Elle doit ensuite remonter dans les feuilles, là où se fait la photosynthèse. Et cela est possible grâce à la transpiration. La petite partie de l’eau qui n’est pas transpirée peut alors repartir dans le reste de la plante sous forme de sève élaborée, c’est-à-dire enrichie des sucres produits lors de la photosynthèse.

COMMENT LES PLANTES ARRIVENT-ELLES À PERCEVOIR LE CYCLE JOUR/NUIT ?

Pour lutter contre la sécheresse, certaines plantes bien particulières (comme les cactus ou d’autres plantes grasses dites succulentes) ont réussi au cours de l’évolution à adapter leur métabolisme pour que celui-ci puisse capturer le CO₂ pendant la nuit au lieu du jour. Cela permet à ces plantes de fermer leurs stomates pendant la journée, et de les ouvrir la nuit, « à la fraîche », pour économiser le peu d’eau disponible. Mais cela suppose que les plantes arrivent à différencier le jour de la nuit. Et ça, toutes les plantes en sont capables !

Comment ? Grâce à des photorécepteurs, capables de capter les variations de quantité et de qualité de lumière, ainsi que la direction des rayons lumineux qui leur indique la position du soleil. Mais, comme nous, les plantes ont aussi un rythme circadien : une sorte d’horloge interne qui cale le métabolisme sur un cycle de 24 heures. Elles sont donc capables d’anticiper l’heure du lever et du coucher de soleil. Lorsqu’on expose en pleine nuit des plantes à une lumière artificielle imitant la lumière du jour, les plantes réveillent leur métabolisme et enclenchent la photosynthèse. Mais elles sont tout de même moins efficaces que si elles la réalisaient à la bonne heure. D’ailleurs, la pollution lumineuse nocturne dans les villes pose des problèmes à certains arbres, qui supportent mal le travail en horaires décalés.

LES PLANTES DÉVELOPPENT-ELLES DE NOUVELLES STRATÉGIES D’ADAPTATION AU RECHAUFFEMENT CLIMATIQUE ?

L’évolution des espèces et l’apparition de nouvelles stratégies d’adaptation sont des processus qui prennent énormément de temps. Et malheureusement, le réchauffement climatique actuel, qui augmente le risque de sécheresse, prend de vitesse un certain nombre d’écosystèmes naturels qui n’ont pas le temps de s’y adapter. Alors, sous la dure loi de la sélection naturelle, certaines espèces de plantes risquent de disparaître tandis que d’autres, déjà adaptées aux milieux secs et arides, vont coloniser ces espaces libérés où elles y seront plus performantes.

Pour les plantes cultivées en revanche, la tendance est à la sélection de variétés aux caractères les plus adaptés à l’environnement de culture ciblé. Mais ce n’est pas si simple. Les scénarios de sécheresse sont tellement fluctuants d’une année à l’autre que la bonne adaptation aux conditions de l’année n peut ne plus être efficace face aux conditions de l’année n+1.

L’EMBOLIE GAZEUSE CHEZ LES PLANTES

Vous avez certainement déjà entendu parler d’embolie gazeuse en regardant une série médicale à la télé. Mais saviez-vous que l’embolie n’est pas réservée aux patients qui passent la porte des hôpitaux dans un état critique ? Oui, les plantes peuvent aussi souffrir d’embolie, et ça peut leur être fatal. En réalité, ce sont les embolies gazeuses qui font mourir les arbres de soif en temps de sécheresse.

Comme on l’expliquait plus haut, l’eau circule dans la plante depuis les racines jusqu’aux feuilles, à travers un conduit appelé xylème, par effet d’aspiration. L’air plus sec à l’extérieur de la plante fait sortir les molécules d’eau en dehors de la feuille, ce qui tire sur toute la colonne d’eau. Et plus l’air est sec, plus la tension sur la colonne d’eau est importante. C’est comme si l’on tirait avec force sur une corde… jusqu’à ce qu’elle rompe. À force de trop tirer, sous l’effet de la sécheresse, de petites bulles d’air peuvent se créer et se propager dans le xylème en prenant la place de l’eau. La bulle d’air formée, la fameuse embolie gazeuse, empêche alors la sève brute de circuler dans la plante. Et malheureusement, si trop de conduits sont embolisés, la plante ne peut chasser l’air et meurt de déshydratation, et même les meilleurs médecins n’y pourront rien.

Cependant, les scientifiques d’INRAE travaillent à mieux prévenir et mieux suivre les embolies gazeuses chez les arbres grâce à un appareil, le Mégacavitron, qui permet de tester leur résistance à la sécheresse. Ils ont même identifié l’arbre le plus résistant du monde à la sécheresse !