Qu'est-ce que l'Ecologie Végétale ?

L’√©cologie des plantes ou “Ecologie v√©g√©tale” √©tudie les relations des plantes entre elles et avec le milieu environnant. Parmi les facteurs environnementaux les plus importants figurent la lumi√®re, la temp√©rature, les caract√©ristiques du sol, les facteurs m√©caniques (vent, neige, vagues) et les animaux. Les plantes peuvent √™tre stationnaires en g√©n√©ral, mais elles ont des connexions. En fait, elles sont si bien connect√©es qu’elles disposent √† la fois d’intranets, d’extranets et d’internet. √Ä l’int√©rieur de leurs propres vaisseaux, elles communiquent avec des prot√©ines et des mol√©cules d’ARN de la racine √† la pousse. A l’ext√©rieur, elles entretiennent de nombreuses relations sociales avec d’autres organismes. Elles se “font m√™me des amis” avec leurs pairs, comme le font les humains sur Facebook. L’√©cologie v√©g√©tale poss√®de des milieux naturels vraiment pleine de ressource !

 

Sous nos pieds se trouve un v√©ritable milieux pr√©sentant divers r√©seaux de communication gr√Ęce auquel les plantes entretiennent des relations de collaboration ou de concurrence, de surveillance, de signalisation et de d√©tection, au sein de la “rhizosph√®re“. Le monde souterrain des plantes est un r√©seau social d’alliances puissantes et de n√©potisme. Le d√©codage de cette biodiversit√© v√©g√©tale et leurs informations pourrait entra√ģner un changement radical dans nos m√©thodes de productions et de consommations pour toucher ainsi tous les environnements possibles positivement. Il existe en fait en √©cologie des m√©canismes √©tonnants que les plantes utilisent pour communiquer (que les animaux font √©galement en cohabitation avec la nature. C’est ce que l’on appelle aussi le Biomim√©tisme).

 

Nous savons depuis un certain temps que les plantes communiquent entre elles, mais ce n’est que maintenant que nous r√©alisons √† quel point leurs interactions peuvent √™tre subtiles et sophistiqu√©es. Les plantes √©coutent constamment et discr√®tement le “bavardage” chimique de l’autre, parfois avec empathie, parfois avec √©go√Įsme. Certaines plantes, comme le rhododendron scandinave, aident leurs voisins en partageant leurs ressources. D’autres plantes reconnaissent les proches parents et les favorisent par rapport aux¬† plantes √©trang√®res comme des plantes parasites qui sont attir√©es par l’odeur chimique naturelle d’un h√īte.

 

Les plantes ne sortent pas pour faire la f√™te ou regarder un film, mais elles ont “un r√©seau social”, explique Suzanne Simard, √©cologiste √† l’universit√© de Colombie britannique √† Vancouver, au Canada. “Elles se soutiennent ou se battent entre elles. Plus on explore les m√©canismes de leur communication, plus on en apprend. C’est vraiment quelque chose d’incroyable”.

 

Bien s√Ľr, attribuer aux plantes un √©go√Įsme ou des conflits est un anthropomorphisme injustifi√©. Sans yeux, sans oreilles ni cerveau, les plantes ont de myst√©rieuses capacit√©s √† envoyer des signaux et √† y r√©pondre. Certains de ces signaux d’√©cologie v√©g√©tale sont des compos√©s volatils dispers√©s dans l’air. Mais ce qui est encore plus √©tonnant ce sont les chemins des filaments fongiques dans le sol qui peuvent transmettre des messages et des nutriments d’une plante √† l’autre.

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Qu'est-ce que la Rizosphère ?

La rizosph√®re est une partie du sol situ√©e √† proximit√© imm√©diate des racines des plantes, o√Ļ se produit une interaction dynamique avec les micro organismes. Les caract√©ristiques chimiques et biologiques de la rhizosph√®re se manifestent dans une portion d’√† peine 1 mm d’√©paisseur √† partir des racines.

 

Dans un sens plus large, la rhizosph√®re peut √™tre consid√©r√©e comme la partie du sol dans laquelle se trouvent les racines des plantes, car c’est une zone o√Ļ se produit toute une s√©rie de relations physiques et chimiques qui affectent la structure du sol et des organismes qui y vivent, lui conf√©rant des propri√©t√©s diff√©rentes. Deux caract√©ristiques de la rhizosph√®re peuvent √™tre mises en √©vidence √† travers l’√©cologie v√©g√©tale :

 

  • Pr√©sence de nombreux organismes en plus grande densit√© que dans un sol normal, tels que les bact√©ries, les champignons et la microfaune (par exemple : n√©matodes, acariens, insectes).
  • Stabilit√© des particules du sol, tant par l’action m√©canique des racines que par l’action d’agr√©gation des exsudats des diff√©rents organismes pr√©sents (plantes et microorganismes).
  • C’est la destination des glucides, produits de la photosynth√®se et que les plantes exsudent par leurs racines pour fournir de l’√©nergie aux microorganismes, qui en retour prot√®gent les racines des organismes pathog√®nes et solubilisent √©galement les min√©raux les rendant plus assimilables. On estime qu’au moins un tiers des photosynthates sont exsud√©s √† cette fin.

 

La rhizosph√®re fournit un micro environnement complexe et dynamique, o√Ļ les bact√©ries et les champignons, en association avec les racines, forment des communaut√©s uniques.

Des connexions puissantes entre les organismes de l'environnement

Sous le sol de la for√™t, chaque parcelle de terre est une biodiversit√© v√©g√©tale impressionnante qui contient des millions de minuscules organismes. Ces bact√©ries et champignons forment une relation symbiotique avec les racines des plantes, et aident leurs h√ītes √† absorber l’eau et les √©l√©ments vitaux tels que l’azote en √©change d’un apport continu de nutriments. Aujourd’hui, un examen plus approfondi a r√©v√©l√© que les brins fongiques lient physiquement les racines de dizaines d’arbres, souvent d’esp√®ces diff√©rentes, formant un r√©seau de mycorhizes tr√®s dense. Ces r√©seaux qui s’√©tendent sous nos pieds sont de v√©ritables r√©seaux sociaux.

 

Par ces voies fongiques d’√©cologie v√©g√©tale, les plantes partagent non seulement des nutriments mais aussi des informations. Lorsqu’une chenille commence √† m√Ęcher un plant de tomate par exemple, les feuilles produisent des compos√©s nocifs qui repoussent l’agresseur et stimulent les plantes environnantes √† construire leurs propres d√©fenses. Les plantes reconnaissent leur propre esp√®ce et travaillent ensemble pour le bien commun. Mais les plantes se trouvent √©galement au sein de communaut√©s d’organismes divers qui profitent mutuellement des contributions de chacun √† la communaut√©.

 

Nous ne pouvons pas encore parler le langage des plantes, mais nous savons qu’elles communiquent par des codes constitu√©s de “compos√©s solubles”, notamment des ph√©nols, des flavono√Įdes, des sucres, des acides organiques, des acides amin√©s et des prot√©ines, s√©cr√©t√©s par les racines dans la rhizosph√®re. Bien que la mani√®re dont ces affinit√©s d’√©cologie v√©g√©tale sont indiqu√©es reste un myst√®re, une application pratique serait que les agriculteurs plantent des cultures avec les “amis” des plantes. Le positionnement strat√©gique de diff√©rentes cultures ou l√©gumes ensemble leur permet de b√©n√©ficier les uns des autres en dissuadant les parasites, en attirant les pollinisateurs et en am√©liorant l’absorption des nutriments. En d’autres termes, au lieu de planter des monocultures satur√©es de pesticides, ils pourraient revenir aux m√©thodes des Am√©rindiens, qui utilisent ces proc√©d√©s depuis des si√®cles.

ecologie humaine

Les interconnexions complexes √©tablies par les champignons et les racines fonctionnent comme de v√©ritables ports d’entr√©e et de sortie pour les signaux qui suivent leurs protocoles de communication. Ces capacit√©s sont-elles le fruit d’une lente √©volution sur des millions d’ann√©es ? Les sciences de la vie essayent de nous en apprendre un peu plus √† ce sujet.

Selon le New Scientist, de belles feuilles d√©taill√©es qui semblent avoir √©t√© press√©es entre les feuilles d’un livre ont √©t√© conserv√©es de mani√®re exquise dans les couches de Jehol en Chine. Avec un √Ęge de pr√®s de 123 millions d’ann√©es, cela place cet angiosperme avanc√© “comme √©tant un des anc√™tres de toutes les plantes √† fleurs qui existent aujourd’hui”.

Le journaliste Colin Barras a d√©clar√© que “les plantes √† fleurs avaient un avantage √©volutif sur les conif√®res et autres gymnospermes qui existaient √† cette √©poque, et elles se sont rapidement r√©pandues partout. Mais m√™me en supposant leur propre chronologie, les √©volutionnistes et les g√©nies biologiques n’ont aucune explication des m√©canismes complexes de l’√©cologie v√©g√©tale qui existent chez certaines plantes d’aujourd’hui avec leurs r√©seaux de communication et leur mani√®re de vivre avec les autres plantes et esp√®ces alors qu’elles semblent √™tre apparues soudainement ainsi, pleinement form√©es, sans pr√©d√©cesseurs”.

Qu'est-ce qu'une Mycorhize ?

Une mycorhize d√©finit la symbiose entre un champignon (mycos) et les racines (rhizos) d’une plante. Comme dans d’autres relations symbiotiques, les deux participants en profitent. Dans ce cas, la plante re√ßoit du champignon principalement des nutriments min√©raux et de l’eau, et le champignon obtient de la plante des glucides et des vitamines qu’il est incapable de synth√©tiser par lui-m√™me, alors qu’il peut le faire gr√Ęce √† la photosynth√®se et √† d’autres r√©actions internes. De nombreuses plantes en √©cologie v√©g√©tale ont des mycorhizes pour augmenter l’absorption de l’eau et des sels min√©raux du sol. La mycorhize est l’association entre les racines d’une plante et le myc√©lium d’un champignon, de sorte que tout le myc√©lium participe √† l’absorption des nutriments pour la plante.

 

Le myc√©lium est la tige du champignon, commun√©ment form√©e de filaments tr√®s ramifi√©s et qui constitue l’appareil nutritif de ces plantes. Le STUFF est le corps des thalophytes (algues et champignons), √©quivalent √† l’ensemble des racines, tiges et feuilles d’autres plantes. Dans la nature, la symbiose qui forme la mycorhize se produit spontan√©ment. On estime qu’entre 90 et 95% des plantes sup√©rieures sont r√©guli√®rement atteintes de mycorhizes. Il est possible qu’un m√™me champignon forme des mycorhizes avec plus d’une plante √† la fois, √©tablissant ainsi une connexion entre diff√©rentes plantes. Cela facilite l’existence de plantes parasites (dont certaines ne r√©alisent m√™me pas la photosynth√®se, comme celles du type Monotropa), qui extraient tout ce dont elles ont besoin du champignon mycobionte et des autres plantes avec lesquelles il √©tablit √©galement une symbiose. De plus, plusieurs champignons (parfois d’esp√®ces diff√©rentes) peuvent mycorhizer la m√™me plante en m√™me temps.

 

Les avantages de la mycorhization en √©cologie v√©g√©tale pour les plantes sont nombreux. Gr√Ęce √† elle, la plante est capable d’explorer un volume de sol plus important que celui qu’elle atteint avec ses racines, lorsqu’on ajoute √† ce travail les hyphes (filaments qui constituent le myc√©lium) du champignon. Elle capte √©galement plus facilement certains √©l√©ments (phosphore, azote, calcium et potassium) et l’eau du sol. La protection assur√©e par le champignon rend √©galement la plante plus r√©sistante aux changements de temp√©rature et √† l’acidification du sol en raison de la pr√©sence de soufre, de magn√©sium et d’aluminium.

 

Comme si tout cela ne suffisait pas, certaines r√©actions physiologiques du champignon incitent la racine √† rester active plus longtemps que si elle n’√©tait pas mycorhiz√©e. Il en r√©sulte en biologie une plus longue dur√©e de vie de la plante. En effet, certains arbres, comme les pins, se sont av√©r√©s incapables de vivre plus de deux ans lorsqu’ils ne sont pas mycorhiz√©s. Chez d’autres esp√®ces, ce lien est si √©troit que la plante ne peut pas survivre sans lui, comme c’est le cas des orchid√©es. Les plantes dont les graines sont d√©pourvues d’endosperme (r√©serves alimentaires) d√©pendent enti√®rement du champignon pour leur alimentation et leur germination ult√©rieure.

mycorhize et risosphere

L’infection des racines par le champignon se produit √† partir de propagules dans le sol. Il peut s’agir de spores et de morceaux d’hyphes du champignon, ainsi que de racines d√©j√† mycorhiz√©es. Afin d’assurer le succ√®s de l’entreprise, la plantation de la plupart des plantes comestibles ou d√©coratives et les reboisements actuellement effectu√©s accompagnent les nouvelles plantes et pousses de fragments du champignon le plus appropri√© pour √©tablir des associations mycorhiziennes avec chaque esp√®ce √† cultiver.

 

La majorit√© des plantes terrestres pr√©sentent des mycorhizes et il est tr√®s probable que les autres descendent de plantes mycorhiz√©es qui ont perdu secondairement cette caract√©ristique. Dans le cas des champignons, la plupart des 5000 esp√®ces identifi√©es dans les mycorhizes appartiennent √† la division Basidiomycota, tandis que dans des cas plus exceptionnels, on observe des membres de l’Ascomycota. La troisi√®me division qui a √©t√© observ√©e formant des mycorhizes est celle des Glom√©rycota, un groupe qui, en fait, n’est connu qu’en association mycorhizienne et dont les membres meurent lorsqu’ils sont priv√©s de racines.

 

Selon leur morphologie, les mycorhizes sont divisées en différents groupes parmi lesquels deux principaux se distinguent : les ectomycorhizes et les endomycorhizes.

Les ectomycorhizes

Les ectomycorhizes sont caract√©ris√©es par le fait que les hyphes du champignon ne p√©n√®trent pas √† l’int√©rieur des cellules des racines, mais sont situ√©es sur et entre les s√©parations de celles-ci.

 

Elles peuvent √™tre observ√©es √† l’Ňďil nu et ont ce qu’on appelle le “r√©seau de Hartig”. Ce type de mycorhization est pr√©dominant parmi les arbres des zones temp√©r√©es, √©tant particuli√®rement caract√©ristique du h√™tre, du ch√™ne, de l’eucalyptus et du pin. Les champignons sont √† la fois Basidiomycota et Ascomycota.

Les endomycorhizes

Dans les endomycorhizes, en revanche, il n’y a pas de manteau externe visible √† l’Ňďil nu ; les hyphes sont d’abord introduits entre les cellules des racines, mais p√©n√®trent ensuite √† l’int√©rieur de celles-ci, formant des v√©sicules alimentaires et des arbustes.

 

C’est pourquoi on les appelle aussi “mycorhizes VAM” (ou mycorhizes √† buissons v√©siculaires). Les champignons appartiennent √† la division Glomeromycota et sont pr√©sents dans tous les types de plantes, bien qu’avec une pr√©dominance d’herbes et de gramin√©es. Ils sont abondants dans les sols pauvres comme ceux des prairies et des steppes, des hautes montagnes et des for√™ts tropicales , dans la for√™t atlantique, ils apparaissent aux c√īt√©s des ectomycorhizes.

ecologie vegetale

Interactions entre les plantes et l'Homme

La th√©orie √©volutionniste de Darwin soutient que toutes les formes de vie sont impliqu√©es dans une comp√©tition, dans une lutte acharn√©e pour la survie. De nombreux biologistes et autres scientifiques consid√®rent la coop√©ration, l’union et l’harmonie entre les diff√©rentes formes de vie comme la cl√© de la survie.

 

Le magazine Time, dans une r√©cente critique du livre du Dr Lewis Thomas, biologiste et pr√©sident du Sloan-Kettering Cancer Center de New York, d√©clare : “Thomas fait valoir que dans la nature, la tendance irr√©sistible est √† la symbiose, √† l’union, √† l’harmonie. La fa√ßon post-darwinienne de voir la vie comme une lutte constante et meurtri√®re … ne correspond pas aux faits que Thomas a vu”.

 

Un examen attentif de nos sources alimentaires actuelles nous convainc que la coop√©ration, et non la concurrence, est la voie de la survie. Presque tout ce dont nous avons besoin sur le plan nutritionnel provient de seulement 30 grandes cultures et, en ce qui concerne la viande, de 7 sources animales. Dans presque tous les cas, les centaines de millions de tonnes de nourriture que nous consommons sont fournies par des plantes et des animaux que l’homme a adapt√©s et domestiqu√©s pour qu’ils soient dans une relation unique et harmonieuse avec lui. Sans ces fid√®les collaborateurs, la population actuelle de plus de sept milliards de personnes ne pourrait pas survivre. Inversement, la plupart des plantes cultiv√©es et des animaux domestiqu√©s p√©riraient √©galement sans les soins et l’attention constants que l’homme leur accorde.

 

Depuis le tout d√©but de l’histoire de l’humanit√©, l’Homme a √©t√© capable de voir les qualit√©s et les possibilit√©s de certaines plantes et de certains animaux comme sources de nourriture.

 

En fait, la Bible d√©clare que le Cr√©ateur a donn√© l’exemple √† l’homme √† cet √©gard en devenant lui-m√™me le premier agronome. Il a plant√© un beau jardin avec toute la vari√©t√© n√©cessaire pour fournir au premier couple humain sa nourriture (Gen√®se 2:8, 9). De plus, la premi√®re partie de la Bible mentionne les animaux domestiques qui seraient utilis√©s par l’homme. “C’√©tait la volont√© du Cr√©ateur que l’homme exerce une domination sur les formes de vie inf√©rieures et les utilise √† bon escient pour subvenir √† ses besoins”. L’homme, exer√ßant son intelligence, pourrait utiliser toutes les autres formes de vie sur terre et coop√©rer avec elles pour assurer sa propre survie, ainsi que celle de l’infinie vari√©t√© de la vie v√©g√©tale et animale.

 

La relation entre l’homme et les formes de vie inf√©rieures peut √™tre compar√©e √† la relation entre le potier et son argile. Le potier habile utilise ses mati√®res premi√®res pour fabriquer des r√©cipients en c√©ramique d’une vari√©t√© infinie et d’innombrables usages. √Ä partir de la multitude d’organismes vivants, l’homme, par la s√©lection et le m√©tissage, forme des plantes et des animaux qui r√©pondent √† ses besoins. Bien s√Ľr, ces organismes ont en eux le potentiel de r√©pondre aux efforts de l’homme pour les adapter √† son go√Ľt et √† son usage.

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