L’anatomie végétale est l’étude de la forme, de la structure et de la taille des plantes. Dans le cadre de la botanique (l’étude des plantes), l’anatomie végétale se concentre sur les parties structurelles ou corporelles et les systèmes qui composent une plante. Un corps végétal typique se compose de trois principaux organes végétatifs: la racine, la tige et la feuille, ainsi que d’un ensemble de parties reproductrices comprenant des fleurs, des fruits et des graines.

En tant qu’être vivant, toutes les parties d’une plante sont constituées de cellules. Bien que les cellules végétales aient une membrane flexible comme les cellules animales, une cellule végétale a également une paroi solide en cellulose qui lui donne une forme rigide. Contrairement aux cellules animales, les cellules végétales ont également des chloroplastes qui captent l’énergie lumineuse du Soleil et la convertissent en nourriture pour elles-mêmes. Comme tout être vivant complexe, une plante organise un groupe de cellules spécialisées en ce qu’on appelle des tissus qui remplissent une fonction spécifique. Par exemple, les plantes ont donc un tissu épidermique qui forme une couche protectrice à sa surface. Ils ont également un tissu de parenchyme généralement utilisé pour stocker l’énergie. Les « veines » ou conduites d’une plante sont constituées de tissus vasculaires qui distribuent l’eau, les minéraux et les nutriments dans toute la plante. Les tissus combinés forment des organes qui jouent un rôle encore plus complexe.

LES RACINES

Les racines d’une plante, comme la fondation d’un gratte-ciel, l’aident à rester debout. Ils absorbent également l’eau et les minéraux dissous du sol et donnent à la plante ce dont elle a besoin pour fabriquer sa propre nourriture. La plupart des racines poussent sous terre et descendent sous l’influence de la gravité, bien que les racines de certaines plantes aquatiques flottent. D’autres systèmes racinaires, comme celui du lierre anglais, s’attachent en fait à une surface verticale et permettent à la plante de grimper. Il existe deux principaux types de systèmes racinaires: la racine pivotante et la fibreuse. Les plantes qui ont des racines pivotantes poussent une seule et longue racine qui pénètre directement et ancre fermement la plante. Les arbres et les pissenlits ont des racines pivotantes qui remplissent cette fonction. Les racines fibreuses sont plus courtes et plus peu profondes et forment un réseau de ramifications. L’herbe a un système racinaire fibreux qui pousse à un niveau peu profond et dans toutes les directions. À l’intérieur d’une racine se trouvent des canalisations ou des veines qui transportent l’eau et les minéraux vers le reste de la plante. Ces tuyaux sont concentrés au centre de la racine, comme le plomb au centre d’un crayon. À la fin de chaque racine se trouve un capuchon qui la protège lorsqu’elle pousse plus loin dans le sol. Les poils racinaires s’étendent des côtés de la racine, mais plus en arrière de la coiffe racinaire. Ces poils sont les principales parties absorbant l’eau et l’oxygène d’une plante. Les matériaux entrent et sortent des racines par deux processus principaux: la diffusion et l’osmose. Lorsque les molécules sont réparties de manière inégale, la nature cherche toujours un équilibre et les molécules vont passer d’une zone de forte concentration à une zone de faible concentration. Lorsque les cellules d’un poil racinaire ont peu d’oxygène et que le sol autour du poil racinaire en a beaucoup, l’oxygène se déplace automatiquement du sol vers la racine sans que la plante ait à dépenser d’énergie. L’osmose est une situation similaire (de concentration élevée à faible), mais elle se produit lorsque des molécules, comme celles de l’eau, se déplacent à travers une membrane qui ne laissera pas passer d’autres matériaux. Comme la diffusion, l’osmose ne nécessite pas que la plante utilise de l’énergie.

LES TIGES

Les tiges des plantes remplissent deux fonctions. Ils soutiennent les parties de la plante au-dessus du sol (généralement les bourgeons, les feuilles et les fleurs) et transportent l’eau et la nourriture d’un endroit à l’autre à l’intérieur de la plante elle-même. Une tige est composée d’une couche externe, l’épiderme; d’une couche interne, le cortex; et d’une zone centrale appelée la moelle. La tige d’une plante verte se maintient en ayant des milliers de cellules alignées les unes à côté des autres et les unes sur les autres. Lorsque les cellules absorbent de l’eau, elles se dilatent comme un ballon plein et, comme leurs parois sont élastiques, elles s’étirent très étroitement les unes contre les autres et contre la paroi de la tige. C’est leur pression qui retient la tige. Une plante s’affaisse lorsque ses cellules manquent d’eau et ont commencé à rétrécir. Les plantes ligneuses, comme les arbres, contiennent également un matériau appelé lignine qui renforce les parois cellulaires et les rend plus rigides. La tige d’une plante fonctionne également comme son système circulatoire et utilise ce qu’on appelle le tissu vasculaire pour former de longs tubes à travers lesquels les matériaux se déplacent des racines aux feuilles et des feuilles aux racines.

LES FEUILLES

La feuille d’une plante verte fabrique de la nourriture pour la croissance et la réparation des plantes. Une feuille est une partie hautement spécialisée d’une plante car c’est le lieu

STEPHEN HALES

Botaniste anglais (une personne qui étudie les plantes) et physiologiste (une personne qui étudie comment les nombreux processus différents qui se déroulent à l’intérieur d’un être vivant fonctionnent réellement) Stephen Hales (1677-1761) est considéré comme le fondateur de la physiologie végétale. Pionnier dans l’étude de la circulation sanguine et de la mesure de la pression artérielle, Hales a appliqué la physique de son temps aux problèmes de la biologie. Dans toutes ses expériences sur les plantes et les animaux, il a régulièrement souligné la nécessité d’une mesure minutieuse des données.

Hales est né dans le Kent, en Angleterre, et on sait peu de choses de sa vie avant qu’il entre à l’Université de Cambridge en 1696. Là, il étudia la science et la religion et, en 1703, il fut ordonné diacre dans l’église (un ecclésiastique juste en dessous d’un prêtre). En 1709, il devint pasteur à Teddington où il restera toute sa vie. À cette époque, il n’était pas rare qu’un ecclésiastique soit également un homme de science, et Hales était capable de bien faire les deux. C’est à Teddington que Hales commença à utiliser une partie de la vaste éducation scientifique qu’il avait reçue et, dans l’esprit du physicien et mathématicien anglais Isaac Newton (1642-1727), il essaya de prendre ce qu’il savait de la physique (l’étude de la matière et de l’énergie) et de l’appliquer à la biologie.

Ainsi, en 1719, Hales commence ses premières expériences sur les plantes. Avant cela, il avait fait pas mal d’expériences sur des animaux et avait réalisé les premières mesures de pression artérielle à l’aide d’un appareil à tube de verre de sa propre conception. Il a également étudié les actions réflexes d’une grenouille dont il avait coupé la tête, mais après un certain temps, Hales est devenu, selon ses propres mots, « découragé par le caractère désagréable des dissections anatomiques. »Il est donc passé aux plantes et a reporté ses expériences liées au sang sur les animaux à l’étude du mouvement de la sève chez les plantes. Bientôt, il a pu mesurer la force du flux de sève d’une plante tout comme il avait mesuré la pression artérielle chez les animaux. Dans son livre, Vegetable Staticks, publié en 1727, Hales décrit plusieurs de ses découvertes concernant la physiologie des plantes. Hales a détaillé ce qu’il avait appris concernant l’anatomie des plantes et ce qu’une plante fait pour survivre et grandir. Il a déclaré que les plantes absorbent une partie de l’air et l’utilisent pour se nourrir, qu’elles ont besoin de lumière pour se développer et qu’elles perdent de l’eau principalement par leurs feuilles. Il a montré que la sève est sous une pression considérable et que l’eau coule dans une plante dans un seul sens. Il a même calculé la vitesse réelle (sa vitesse) de la sève et a découvert qu’elle diffère selon le type de plante. Comme il l’a fait dans ses expériences sur les animaux, il a étudié le rôle de l’eau et de l’air dans un organisme et a exploré tous les aspects de sa croissance.

Hales avait également un côté très pratique et même humanitaire, et il était un pionnier dans le domaine de la santé publique. Il utilisa ses connaissances de l’air et de la respiration pour concevoir des ventilateurs permettant d’éliminer l’air  » usé  » ou mauvais (probablement du dioxyde de carbone) des espaces fermés des hôpitaux, des prisons et des navires marchands. Il a travaillé sur des moyens de distiller de l’eau douce à partir de l’eau de mer, et a travaillé à la purification de l’eau et à la conservation des aliments. Il a même adapté une jauge de ses expériences sur les plantes pour mesurer les profondeurs de l’océan. Outre toutes les connaissances et la compréhension botaniques spécifiques qu’il a offertes dans son livre sur la physiologie des plantes, l’application de la physique à la biologie de Hales et son accent sur l’expérimentation quantitative (mesurable) ont fourni un modèle important pour ceux qui devaient suivre.

où la photosynthèse a lieu. Lors de la photosynthèse, la chlorophylle (pigment vert) de la feuille absorbe l’énergie du Soleil, la combine avec l’eau et les minéraux du sol et le dioxyde de carbone de l’air et produit la nourriture de la plante. Tout ce qui concerne une feuille est conçu pour intercepter ou capturer la lumière du soleil. Par exemple, une feuille est une structure plate avec une grande surface et se compose d’une lame mince et plate appelée lamine. La lame est attachée à une tige appelée pétiole. Le pétiole est la principale nervure de soutien de la feuille et se ramifie souvent en un réseau de nervures. Les feuilles avec une seule lame sont appelées simples, et celles avec deux lames ou plus sont appelées composées. Les feuilles composées ressemblent souvent à plusieurs petites feuilles attachées à la même tige. Les feuilles poussent également en motifs pour s’assurer qu’elles ne s’ombragent pas, et certaines plantes ont des feuilles alternes tandis que d’autres ont des feuilles opposées. Les feuilles peuvent contrôler la quantité d’eau qu’elles perdent en ouvrant ou en fermant de minuscules fentes appelées stomates (au singulier, stomie).

FLEURS ET GRAINES

La partie reproductrice d’une plante productrice de graines est appelée la fleur. Les fleurs ont des cellules mâles et femelles qui produisent une graine lorsqu’elles s’unissent. L’étamine est l’organe reproducteur mâle d’une fleur et contient les cellules mâles (pollen) dans son anthère qui pousse à l’extrémité de sa longue tige étroite. Le pistil est l’organe reproducteur féminin et ressemble à une bouteille à long cou. Il a une base ronde contenant l’ovaire, un tube mince ou un long cou appelé style et un sommet aplati et collant appelé stigmate. Une fois qu’une fleur s’ouvre, ses pétales (qui sont un type de feuille) protègent les organes sexuels et aident à la pollinisation (le transfert du pollen vers les parties femelles) en attirant des animaux comme les abeilles et les oiseaux. Lorsque cela se produit, la fécondation se produit et les ovaires deviennent des graines.

Les graines ont trois parties principales: le pelage, l’embryon et le tissu de stockage des aliments. Le pelage protège l’embryon, qui est le début d’une plante et se développe en utilisant des aliments stockés dans la graine. La plupart des graines sont enfermées dans des fruits qui peuvent être secs comme une gousse de haricot mûr, ou charnus comme une pomme ou une pêche. D’autres plantes, comme les sapins, ont des graines nues ou découvertes qui se forment sur la face supérieure des écailles qui composent une pomme de pin. Tous sont conçus pour être dispersés le plus loin possible de la plante mère afin d’assurer la survie de l’espèce.