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La symbiose (Sciences & Techniques)

Publié le 22/02/2012

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Au cours de l'évolution, tous les animaux et végétaux trouvent un créneau où ils peuvent exploiter les ressources de la nature. Mais certains végétaux font équipe et vivent ensemble, se développant mieux que s'ils vivaient isolément. Certaines plantes entretiennent entre elles des relations particulières, sous forme d'une association étroite qui bénéficie aux deux partenaires. Cette forme de cohabitation se nomme symbiose (du grec syn, "avec", et bios, "vie"). Un des premiers exemples de cette symbiose nous est fourni par le lichen : celui-ci semble être une plante individuelle, mais en réalité il est pour moitié un champignon et pour moitié une algue, qui poussent ensemble pour former une structure ne ressemblant ni à l'un ni à l'autre. Il n'est pas toujours facile de prouver que les partenaires bénéficient tous deux de cette relation étroite, que les nutriments passent bien dans les deux plantes, ou que leur association est nécessaire à la survie des deux. C'est pourquoi les botanistes emploient parfois le terme de symbiose dès lors qu'aucune des deux plantes n'est entravée par l'autre.

« miniatures, et ils absorbent l'humidité de l'atmosphère (c'est la raison pour laquelle on les trouve surtout dans des régions à climathumide). Les lichens que l'on voit sur les murs et les grilles appartiennent généralement à la variété des encroûtants ; ceux qui poussent surles arbres et les arbustes sont des foliacés ; le lichen des rennes (Cladonia rangiferina), qui constitue l'aliment principal des renneset des caribous, si importants pour les Lapons de Scandinavie et les Inuits d'Alaska, appartient également au groupe des foliacés. Une reproduction généralement asexuée Certains champignons des lichens ont une reproduction sexuée avec des spores, mais, bien évidemment, celles-ci ne contiennentpas de cellules algaires et ne sont pas d'une grande utilité puisque, séparés l'un de l'autre, ni le champignon ni l'algue n'ont unegrande capacité de survie.

Habituellement, c'est donc la reproduction asexuée qui intervient. En général, des morceaux de la plante se détachent (processus de fragmentation) pour entamer une existence autonome.

Il existeaussi un autre processus, à savoir la production de corpuscules appelés sorédies, qui sont constitués de quelques cellules algairesauxquelles sont attachés de petits fragments d'hyphe fongique.

Extrêmement légères, ces sorédies peuvent être dispersées par levent ou la pluie. La croissance des lichens est en général assez lente, de l'ordre de quelques millimètres par an, rarement plus, souvent moins.

Lesvariétés les plus rapides dépassent rarement un centimètre par an.

L'état adulte est atteint en quelques années.En revanche, lalongévité est grande, de l'ordre d'une centaine d'années. Les nodosités radiculaires Les paysans savent depuis toujours que la rotation des cultures sur un même champ, pourvu que l'on y inclue du trèfle ou desharicots, permet de préserver la fertilité du sol.

La rotation des cultures est efficace, d'une part parce qu'elle empêchel'accumulation des parasites et des agents pathogènes dans le sol, et d'autre part parce que chaque culture puise dans le sol desnutriments spécifiques.

En outre, la symbiose entre certains végétaux permet d'enrichir le sol en azote.

Au XIXe siècle, on serendit compte que la fertilité d'un sol se trouvait accrue après que l'on y eut planté des légumineuses (pois, haricots, trèfles, fèvesou lupins), car ces végétaux peuvent absorber et fixer l'azote de l'atmosphère.

On comprit également, à la longue, que la planten'accomplissait pas seule cet exploit intéressant, mais qu'elle avait besoin pour ce faire de l'aide de bactéries fixant l'azote,présentes dans les nodosités (renflements) des racines.

C'était là un exemple de symbiose entre une bactérie et une plantesupérieure. Le rapport entre la bactérie et la légumineuse n'est pas aussi apparent que dans le cas du lichen, car la plante peut croître mêmeen l'absence de la bactérie.

Si l'on fait pousser des légumineuses dans un sol stérile, elles ne développent pas de nodules et nefixent pas l'azote ; les nodules n'apparaissent que lorsque la bactérie rhizobium, normalement présente dans les sols, commence àinfecter les racines.

Une fois dans le nodule, la bactérie grandit et forme de nouvelles cellules bactériennes appelées bactéroïdes. Les bactéroïdes fixent l'azote grâce à une enzyme, la nitrogénase, qui catalyse, ou produit, la réaction par laquelle l'azote seconvertit en ammoniac.

La nitrogénase se lie aussi bien à l'oxygène qu'à l'azote, de sorte que l'atmosphère presque anaérobie(dépourvue d'oxygène) créée par le nodule est nécessaire au déroulement du processus (une substance, la leghémoglobine, fixe etabsorbe l'oxygène qui y pénètre).

Libre, le rhizobium n'a pas de nitrogénase et est incapable de fixer l'azote.

L'azote est unélément indispensable pour les légumineuses, mais il est souvent présent en quantité insuffisante dans le sol.C'est pourquoi cetteassociation étroite entre végétaux et bactéries est très profitable. L'azote ne se perd pas à la mort de la légumineuse.

Lorsque la plante portant la bactérie se décompose, l'azote devient disponiblepour d'autres végétaux, ce qui explique l'importance des légumineuses dans la rotation des cultures.

Si le sous-sol renfermesuffisamment d'azote utilisable par les végétaux, le rhizobium, semble-t-il, n'entre pas dans la plante pour former des nodosités.Le végétal disposant d'une grande quantité d'azote, il est probable que cela inhibe la production de la substance qui permet à labactérie de reconnaître la légumineuse. Des clés chimiques complexes entrent en jeu pour réaliser l'alliance de la bactérie et de son hôte.

Outre qu'elles contrôlent l'accèsde la bactérie à la plante, ces clés chimiques affectent également certaines souches spécifiques de rhizobium à certains hôtesspécifiques.

Certaines souches pénètrent dans certaines espèces végétales pour démarrer la formation de nodules, alors qued'autres se destinent exclusivement à d'autres espèces et sont inopérantes avec une autre "cible".

Ce système complexe dereconnaissance moléculaire fonctionne comme une clé et une serrure, et ce mécanisme, outre qu'il contrôle l'action de la bactérie. »

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