Qu'est-ce que l'Ecologie Végétale ?

L’Ă©cologie des plantes ou « Ecologie vĂ©gĂ©tale » Ă©tudie les relations des plantes entre elles et avec le milieu environnant. Parmi les facteurs environnementaux les plus importants figurent la lumière, la tempĂ©rature, les caractĂ©ristiques du sol, les facteurs mĂ©caniques (vent, neige, vagues) et les animaux. Les plantes peuvent ĂŞtre stationnaires en gĂ©nĂ©ral, mais elles ont des connexions. En fait, elles sont si bien connectĂ©es qu’elles disposent Ă  la fois d’intranets, d’extranets et d’internet. Ă€ l’intĂ©rieur de leurs propres vaisseaux, elles communiquent avec des protĂ©ines et des molĂ©cules d’ARN de la racine Ă  la pousse. A l’extĂ©rieur, elles entretiennent de nombreuses relations sociales avec d’autres organismes. Elles se « font mĂŞme des amis » avec leurs pairs, comme le font les humains sur Facebook. L’Ă©cologie vĂ©gĂ©tale possède des milieux naturels vraiment pleine de ressource !

 

Sous nos pieds se trouve un vĂ©ritable milieux prĂ©sentant divers rĂ©seaux de communication grâce auquel les plantes entretiennent des relations de collaboration ou de concurrence, de surveillance, de signalisation et de dĂ©tection, au sein de la « rhizosphère« . Le monde souterrain des plantes est un rĂ©seau social d’alliances puissantes et de nĂ©potisme. Le dĂ©codage de cette biodiversitĂ© vĂ©gĂ©tale et leurs informations pourrait entraĂ®ner un changement radical dans nos mĂ©thodes de productions et de consommations pour toucher ainsi tous les environnements possibles positivement. Il existe en fait en Ă©cologie des mĂ©canismes Ă©tonnants que les plantes utilisent pour communiquer (que les animaux font Ă©galement en cohabitation avec la nature. C’est ce que l’on appelle aussi le BiomimĂ©tisme).

 

Nous savons depuis un certain temps que les plantes communiquent entre elles, mais ce n’est que maintenant que nous rĂ©alisons Ă  quel point leurs interactions peuvent ĂŞtre subtiles et sophistiquĂ©es. Les plantes Ă©coutent constamment et discrètement le « bavardage » chimique de l’autre, parfois avec empathie, parfois avec Ă©goĂŻsme. 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 Ă©trangères comme des plantes parasites qui sont attirĂ©es par l’odeur chimique naturelle d’un hĂ´te.

 

Les plantes ne sortent pas pour faire la fĂŞte ou regarder un film, mais elles ont « un rĂ©seau social », explique Suzanne Simard, Ă©cologiste Ă  l’universitĂ© de Colombie britannique Ă  Vancouver, au Canada. « Elles se soutiennent ou se battent entre elles. Plus on explore les mĂ©canismes de leur communication, plus on en apprend. C’est vraiment quelque chose d’incroyable ».

 

Bien sĂ»r, attribuer aux plantes un Ă©goĂŻsme ou des conflits est un anthropomorphisme injustifiĂ©. Sans yeux, sans oreilles ni cerveau, les plantes ont de mystĂ©rieuses capacitĂ©s Ă  envoyer des signaux et Ă  y rĂ©pondre. Certains de ces signaux d’Ă©cologie vĂ©gĂ©tale sont des composĂ©s volatils dispersĂ©s dans l’air. Mais ce qui est encore plus Ă©tonnant ce sont les chemins des filaments fongiques dans le sol qui peuvent transmettre des messages et des nutriments d’une plante Ă  l’autre.

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Qu'est-ce que la Rizosphère ?

La rizosphère est une partie du sol situĂ©e Ă  proximitĂ© immĂ©diate des racines des plantes, oĂą se produit une interaction dynamique avec les micro organismes. Les caractĂ©ristiques chimiques et biologiques de la rhizosphère se manifestent dans une portion d’Ă  peine 1 mm d’Ă©paisseur Ă  partir des racines.

 

Dans un sens plus large, la rhizosphère peut ĂŞtre considĂ©rĂ©e comme la partie du sol dans laquelle se trouvent les racines des plantes, car c’est une zone oĂą se produit toute une sĂ©rie de relations physiques et chimiques qui affectent la structure du sol et des organismes qui y vivent, lui confĂ©rant des propriĂ©tĂ©s diffĂ©rentes. Deux caractĂ©ristiques de la rhizosphère peuvent ĂŞtre mises en Ă©vidence Ă  travers l’Ă©cologie vĂ©gĂ©tale :

 

  • PrĂ©sence de nombreux organismes en plus grande densitĂ© que dans un sol normal, tels que les bactĂ©ries, les champignons et la microfaune (par exemple : nĂ©matodes, acariens, insectes).
  • StabilitĂ© des particules du sol, tant par l’action mĂ©canique des racines que par l’action d’agrĂ©gation des exsudats des diffĂ©rents organismes prĂ©sents (plantes et microorganismes).
  • C’est la destination des glucides, produits de la photosynthèse et que les plantes exsudent par leurs racines pour fournir de l’Ă©nergie aux microorganismes, qui en retour protègent les racines des organismes pathogènes et solubilisent Ă©galement les minĂ©raux les rendant plus assimilables. On estime qu’au moins un tiers des photosynthates sont exsudĂ©s Ă  cette fin.

 

La rhizosphère fournit un micro environnement complexe et dynamique, où les bactéries et les champignons, en association avec les racines, forment des communautés uniques.

Des connexions puissantes entre les organismes de l'environnement

Sous le sol de la forĂŞt, chaque parcelle de terre est une biodiversitĂ© vĂ©gĂ©tale impressionnante qui contient des millions de minuscules organismes. Ces bactĂ©ries et champignons forment une relation symbiotique avec les racines des plantes, et aident leurs hĂ´tes Ă  absorber l’eau et les Ă©lĂ©ments vitaux tels que l’azote en Ă©change d’un apport continu de nutriments. Aujourd’hui, un examen plus approfondi a rĂ©vĂ©lĂ© que les brins fongiques lient physiquement les racines de dizaines d’arbres, souvent d’espèces diffĂ©rentes, formant un rĂ©seau de mycorhizes très dense. Ces rĂ©seaux qui s’Ă©tendent sous nos pieds sont de vĂ©ritables rĂ©seaux sociaux.

 

Par ces voies fongiques d’Ă©cologie vĂ©gĂ©tale, les plantes partagent non seulement des nutriments mais aussi des informations. Lorsqu’une chenille commence Ă  mâcher un plant de tomate par exemple, les feuilles produisent des composĂ©s nocifs qui repoussent l’agresseur et stimulent les plantes environnantes Ă  construire leurs propres dĂ©fenses. Les plantes reconnaissent leur propre espèce et travaillent ensemble pour le bien commun. Mais les plantes se trouvent Ă©galement au sein de communautĂ©s d’organismes divers qui profitent mutuellement des contributions de chacun Ă  la communautĂ©.

 

Nous ne pouvons pas encore parler le langage des plantes, mais nous savons qu’elles communiquent par des codes constituĂ©s de « composĂ©s solubles », notamment des phĂ©nols, des flavonoĂŻdes, des sucres, des acides organiques, des acides aminĂ©s et des protĂ©ines, sĂ©crĂ©tĂ©s par les racines dans la rhizosphère. Bien que la manière dont ces affinitĂ©s d’Ă©cologie vĂ©gĂ©tale sont indiquĂ©es reste un mystère, une application pratique serait que les agriculteurs plantent des cultures avec les « amis » des plantes. Le positionnement stratĂ©gique de diffĂ©rentes cultures ou lĂ©gumes ensemble leur permet de bĂ©nĂ©ficier les uns des autres en dissuadant les parasites, en attirant les pollinisateurs et en amĂ©liorant l’absorption des nutriments. En d’autres termes, au lieu de planter des monocultures saturĂ©es de pesticides, ils pourraient revenir aux mĂ©thodes des AmĂ©rindiens, qui utilisent ces procĂ©dĂ©s depuis des siècles.

ecologie humaine

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

Selon le New Scientist, de belles feuilles dĂ©taillĂ©es qui semblent avoir Ă©tĂ© pressĂ©es entre les feuilles d’un livre ont Ă©tĂ© conservĂ©es de manière exquise dans les couches de Jehol en Chine. Avec un âge de près de 123 millions d’annĂ©es, cela place cet angiosperme avancĂ© « comme Ă©tant un des ancĂŞtres de toutes les plantes Ă  fleurs qui existent aujourd’hui ».

Le journaliste Colin Barras a dĂ©clarĂ© que « les plantes Ă  fleurs avaient un avantage Ă©volutif sur les conifères et autres gymnospermes qui existaient Ă  cette Ă©poque, et elles se sont rapidement rĂ©pandues partout. Mais mĂŞme en supposant leur propre chronologie, les Ă©volutionnistes et les gĂ©nies biologiques n’ont aucune explication des mĂ©canismes complexes de l’Ă©cologie vĂ©gĂ©tale qui existent chez certaines plantes d’aujourd’hui avec leurs rĂ©seaux de communication et leur manière de vivre avec les autres plantes et espèces alors qu’elles semblent ĂŞtre apparues soudainement ainsi, pleinement formĂ©es, sans prĂ©dĂ©cesseurs ».

Qu'est-ce qu'une Mycorhize ?

Une mycorhize dĂ©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 reçoit du champignon principalement des nutriments minĂ©raux et de l’eau, et le champignon obtient de la plante des glucides et des vitamines qu’il est incapable de synthĂ©tiser par lui-mĂŞme, alors qu’il peut le faire grâce Ă  la photosynthèse et Ă  d’autres rĂ©actions internes. De nombreuses plantes en Ă©cologie vĂ©gĂ©tale ont des mycorhizes pour augmenter l’absorption de l’eau et des sels minĂ©raux du sol. La mycorhize est l’association entre les racines d’une plante et le mycĂ©lium d’un champignon, de sorte que tout le mycĂ©lium participe Ă  l’absorption des nutriments pour la plante.

 

Le mycĂ©lium est la tige du champignon, communĂ©ment formĂ©e de filaments très ramifiĂ©s et qui constitue l’appareil nutritif de ces plantes. Le STUFF est le corps des thalophytes (algues et champignons), Ă©quivalent Ă  l’ensemble des racines, tiges et feuilles d’autres plantes. Dans la nature, la symbiose qui forme la mycorhize se produit spontanĂ©ment. On estime qu’entre 90 et 95% des plantes supĂ©rieures sont rĂ©gulièrement atteintes de mycorhizes. Il est possible qu’un mĂŞme champignon forme des mycorhizes avec plus d’une plante Ă  la fois, Ă©tablissant ainsi une connexion entre diffĂ©rentes plantes. Cela facilite l’existence de plantes parasites (dont certaines ne rĂ©alisent mĂŞme pas la photosynthèse, comme celles du type Monotropa), qui extraient tout ce dont elles ont besoin du champignon mycobionte et des autres plantes avec lesquelles il Ă©tablit Ă©galement une symbiose. De plus, plusieurs champignons (parfois d’espèces diffĂ©rentes) peuvent mycorhizer la mĂŞme plante en mĂŞme temps.

 

Les avantages de la mycorhization en Ă©cologie vĂ©gĂ©tale pour les plantes sont nombreux. Grâce Ă  elle, la plante est capable d’explorer un volume de sol plus important que celui qu’elle atteint avec ses racines, lorsqu’on ajoute Ă  ce travail les hyphes (filaments qui constituent le mycĂ©lium) du champignon. Elle capte Ă©galement plus facilement certains Ă©lĂ©ments (phosphore, azote, calcium et potassium) et l’eau du sol. La protection assurĂ©e par le champignon rend Ă©galement la plante plus rĂ©sistante aux changements de tempĂ©rature et Ă  l’acidification du sol en raison de la prĂ©sence de soufre, de magnĂ©sium et d’aluminium.

 

Comme si tout cela ne suffisait pas, certaines rĂ©actions physiologiques du champignon incitent la racine Ă  rester active plus longtemps que si elle n’Ă©tait pas mycorhizĂ©e. Il en rĂ©sulte en biologie une plus longue durĂ©e de vie de la plante. En effet, certains arbres, comme les pins, se sont avĂ©rĂ©s incapables de vivre plus de deux ans lorsqu’ils ne sont pas mycorhizĂ©s. Chez d’autres espèces, ce lien est si Ă©troit que la plante ne peut pas survivre sans lui, comme c’est le cas des orchidĂ©es. Les plantes dont les graines sont dĂ©pourvues d’endosperme (rĂ©serves alimentaires) dĂ©pendent entièrement du champignon pour leur alimentation et leur germination ultĂ©rieure.

mycorhize et risosphere

L’infection des racines par le champignon se produit Ă  partir de propagules dans le sol. Il peut s’agir de spores et de morceaux d’hyphes du champignon, ainsi que de racines dĂ©jĂ  mycorhizĂ©es. Afin d’assurer le succès de l’entreprise, la plantation de la plupart des plantes comestibles ou dĂ©coratives et les reboisements actuellement effectuĂ©s accompagnent les nouvelles plantes et pousses de fragments du champignon le plus appropriĂ© pour Ă©tablir des associations mycorhiziennes avec chaque espèce Ă  cultiver.

 

La majoritĂ© des plantes terrestres prĂ©sentent des mycorhizes et il est très probable que les autres descendent de plantes mycorhizĂ©es qui ont perdu secondairement cette caractĂ©ristique. Dans le cas des champignons, la plupart des 5000 espèces identifiĂ©es dans les mycorhizes appartiennent Ă  la division Basidiomycota, tandis que dans des cas plus exceptionnels, on observe des membres de l’Ascomycota. La troisième division qui a Ă©tĂ© observĂ©e formant des mycorhizes est celle des GlomĂ©rycota, un groupe qui, en fait, n’est connu qu’en association mycorhizienne et dont les membres meurent lorsqu’ils sont privĂ©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 caractĂ©risĂ©es par le fait que les hyphes du champignon ne pĂ©nètrent pas Ă  l’intĂ©rieur des cellules des racines, mais sont situĂ©es sur et entre les sĂ©parations de celles-ci.

 

Elles peuvent ĂŞtre observĂ©es Ă  l’Ĺ“il nu et ont ce qu’on appelle le « rĂ©seau de Hartig ». Ce type de mycorhization est prĂ©dominant parmi les arbres des zones tempĂ©rĂ©es, Ă©tant particulièrement caractĂ©ristique du hĂŞtre, du chĂŞne, de l’eucalyptus et du pin. Les champignons sont Ă  la fois Basidiomycota et Ascomycota.

Les endomycorhizes

Dans les endomycorhizes, en revanche, il n’y a pas de manteau externe visible Ă  l’Ĺ“il nu ; les hyphes sont d’abord introduits entre les cellules des racines, mais pĂ©nètrent ensuite Ă  l’intĂ©rieur de celles-ci, formant des vĂ©sicules alimentaires et des arbustes.

 

C’est pourquoi on les appelle aussi « mycorhizes VAM » (ou mycorhizes Ă  buissons vĂ©siculaires). Les champignons appartiennent Ă  la division Glomeromycota et sont prĂ©sents dans tous les types de plantes, bien qu’avec une prĂ©dominance d’herbes et de graminĂ©es. Ils sont abondants dans les sols pauvres comme ceux des prairies et des steppes, des hautes montagnes et des forĂŞts tropicales , dans la forĂŞt atlantique, ils apparaissent aux cĂ´tĂ©s des ectomycorhizes.

ecologie vegetale

Interactions entre les plantes et l'Homme

La thĂ©orie Ă©volutionniste de Darwin soutient que toutes les formes de vie sont impliquĂ©es dans une compĂ©tition, dans une lutte acharnĂ©e pour la survie. De nombreux biologistes et autres scientifiques considèrent la coopĂ©ration, l’union et l’harmonie entre les diffĂ©rentes formes de vie comme la clĂ© de la survie.

 

Le magazine Time, dans une rĂ©cente critique du livre du Dr Lewis Thomas, biologiste et prĂ©sident du Sloan-Kettering Cancer Center de New York, dĂ©clare : « Thomas fait valoir que dans la nature, la tendance irrĂ©sistible est Ă  la symbiose, Ă  l’union, Ă  l’harmonie. La façon post-darwinienne de voir la vie comme une lutte constante et meurtrière … ne correspond pas aux faits que Thomas a vu ».

 

Un examen attentif de nos sources alimentaires actuelles nous convainc que la coopĂ©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 adaptĂ©s et domestiquĂ©s pour qu’ils soient dans une relation unique et harmonieuse avec lui. Sans ces fidèles collaborateurs, la population actuelle de plus de sept milliards de personnes ne pourrait pas survivre. Inversement, la plupart des plantes cultivĂ©es et des animaux domestiquĂ©s pĂ©riraient Ă©galement sans les soins et l’attention constants que l’homme leur accorde.

 

Depuis le tout dĂ©but de l’histoire de l’humanitĂ©, l’Homme a Ă©tĂ© capable de voir les qualitĂ©s et les possibilitĂ©s de certaines plantes et de certains animaux comme sources de nourriture.

 

En fait, la Bible dĂ©clare que le CrĂ©ateur a donnĂ© l’exemple Ă  l’homme Ă  cet Ă©gard en devenant lui-mĂŞme le premier agronome. Il a plantĂ© un beau jardin avec toute la variĂ©tĂ© nĂ©cessaire pour fournir au premier couple humain sa nourriture (Genèse 2:8, 9). De plus, la première partie de la Bible mentionne les animaux domestiques qui seraient utilisĂ©s par l’homme. « C’Ă©tait la volontĂ© du CrĂ©ateur que l’homme exerce une domination sur les formes de vie infĂ©rieures et les utilise Ă  bon escient pour subvenir Ă  ses besoins ». L’homme, exerçant son intelligence, pourrait utiliser toutes les autres formes de vie sur terre et coopĂ©rer avec elles pour assurer sa propre survie, ainsi que celle de l’infinie variĂ©tĂ© de la vie vĂ©gĂ©tale et animale.

 

La relation entre l’homme et les formes de vie infĂ©rieures peut ĂŞtre comparĂ©e Ă  la relation entre le potier et son argile. Le potier habile utilise ses matières premières pour fabriquer des rĂ©cipients en cĂ©ramique d’une variĂ©tĂ© infinie et d’innombrables usages. Ă€ partir de la multitude d’organismes vivants, l’homme, par la sĂ©lection et le mĂ©tissage, forme des plantes et des animaux qui rĂ©pondent Ă  ses besoins. Bien sĂ»r, ces organismes ont en eux le potentiel de rĂ©pondre aux efforts de l’homme pour les adapter Ă  son goĂ»t et Ă  son usage.

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