Différenciation cellulaire

Le fonctionnement des méristèmes permet la croissance et le développement de la plante entière. Les cellules méristématiques totipotentes se différencient, selon leur position dans les organes, et permettent la réalisation de tissus aux fonctions variées. La différenciation cellulaire fait intervenir une variation de l'expression génétique qui se traduit par l'établissement de fonctions spécialisées. Ces fonctions se traduisent souvent par des caractères morphologiques particuliers.

Ci-dessous, en quelques photographies, des observations concernant quelques cellules différenciées :

I _ Cellules méristématiques
Fig. 01 : Cellule méristématique de jacinthe en interphase
Fig. 01 : Cellule méristématique de jacinthe en interphase

L'ADN est coloré en rouge (test de Feulgen), le cytoplasme et les nucléoles en vert (vert lumière). La paroi n'est pas colorée.

La cellule méristématique a une forme polyédrique. Ses dimensions sont sensiblement égales dans les différentes directions de l'espace.

Le rapport nucléoplasmique (Volume relatif du noyau) est important. Elle est susceptible de se diviser. Son cytoplasme contient de nombreux ribosomes (synthèse protéique active) et est très peu vacuolisé.

II _ Cellules de revêtement : épiderme et stomates
Fig. 02 : Coupe dans une feuille
Fig. 02 : Coupe dans une feuille

La feuille est recouverte par l'épiderme. Ce revêtement est interrompu par endroit par des pores aménagés entre deux cellules particulières : les stomates.

L'examen de cette photographie permet, à partir de l'observation morphologique de dégager quelques idées sur la fonction de ces cellules. La paroi des cellules épidermiques s'est différenciée vers l'extérieur en une cuticule. Celle-ci permet de protéger la plante des déperditions d'eau. Les pores (ostioles) aménagés entre les cellules stomatiques sont les seuls endroits où les gaz peuvent passer librement.

Grâce à leur forme particulière, on peut penser que les stomates ont pour fonction de régler ces échanges.

III _ Cellules de soutien : collenchyme
Fig. 03 : Collenchyme d'une tige de labiée
Fig. 03 : Collenchyme d'une tige de labiée

Cet ensemble de cellules à parois très épaisses joue un rôle important dans le soutien de la tige aérienne. Les parois sont cellulosiques. Il existe des tissus de soutien à parois lignifiées très rigides (sclérenchyme).

IV _ Cellules conductrices : tube criblé
Fig. 04 : Crible dans une paroi séparant deux tubes criblés (coupe transversale)
Fig. 04 : Crible dans une paroi séparant deux tubes criblés (coupe transversale)
Fig. 05 : Mêmes éléments observés dans une coupe longitudinale effectuée en hiver. Les cribles sont bouchés par des dépôts de callose
Fig. 05 : Mêmes éléments observés dans une coupe longitudinale effectuée en hiver. Les cribles sont bouchés par des dépôts de callose

Les tubes criblés sont les éléments conducteurs du phloème, tissu qui conduit la sève élaborée par la photosynthèse.

Ces cellules atteignent un degré de différenciation particulier puisqu'elles perdent leur noyau. Elles demeurent malgré tout fonctionnelles.

V _ Cellules conductrices : trachéides et vaisseaux
Fig. 06 : Section longitudinale dans le xylème d'une tige. A gauche, des trachéides. A droite un vaisseau.
Fig. 06 : Section longitudinale dans le xylème d'une tige. A gauche, des trachéides. A droite un vaisseau.

Trachéides et vaisseaux constituent les éléments conducteurs du xylème, tissu qui conduit la sève brute. La différenciation est arrivée là à un niveau surprenant. En effet, ces cellules sont mortes et ne contiennent plus aucun organites. Leur différenciation leur a permis de construire des parois ornementées par des épaississements de lignine qui leur permet d'assurer leur fonction de conduction après leur mort.

Les trachéides conservent des parois transversales. Les vaisseaux sont complètement ouverts aux deux extrémités.

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