b) L’eau
Pour réaliser l’étonnante photosynthèse du sucre, la feuille a besoin d’eau.
Effectivement, l’eau de formule chimique H2O va subir une photolyse, c’est à dire se décomposer en atomes qui vont s’assembler pour former l’oxygène O2 !
La feuille détruit une molécule fondamentale pour la vie, l’eau, pour recréer une autre molécule toute aussi fondamentale pour la vie : l’oxygène ! Franchement je ne saurais pas le faire mais comment la feuille sait-elle faire cela ? Qui le lui a appris ?
Un problème se pose à la feuille : l’approvisionnement en eau. On sait que dans l’arbre, ce sont les racines qui prélèvent l’eau du sol mais comment une feuille située au sommet d’un arbre, à des dizaines de mètres de hauteur, va-t-elle recevoir de l’eau ?
Quelle stratégie va-t-elle encore inventer ? Elle n’arrête pas ses inventions, cette feuille ! Et bien, la feuille possède, au niveau de sa face inférieure, des petits trous, les stomates, dont elle peut faire varier le diamètre d’ouverture à volonté et jusqu’à même fermer en cas de besoin ! Au niveau de ces stomates, un appel d’air va se faire par évapotranspiration et l’eau se met à monter depuis les racines !
Elle va alors circuler à travers tout le tronc puis les branches et pour arriver enfin à la feuille. Un véritable ascenseur ! Rendez-vous compte de l’organisation complexe de la tuyauterie qu’il doit exister dans cet arbre !
Je vous ai dit plus haut que la feuille peut fermer ses stomates à volonté, comment ? Prenons le cas d’une période de sécheresse : la feuille pompe l’eau depuis les racines mais si le sol est privé d’eau et que la feuille continue son aspiration, la colonne d’eau ascendante va se rompre et provoquer des bulles d’air (embolie) dans les conduits de l’arbre ; ceci risque d’être fatal pour lui. Mais ne vous inquiétez pas, l’arbre va échapper à cette tragédie ! Les racines vont fabriquer une hormone de détresse qui va circuler jusqu’aux feuilles et déclencher la fermeture des stomates. Le mouvement ascendant de l’eau s’arrête et l’embolie est évitée ! Bravo !
De plus ces stomates sont des orifices qui ne s’ouvrent que le jour car elles réagissent à la lumière : elles sont donc fermées la nuit. C’est parfaitement logique puisque la nuit, en absence de lumière, la feuille est dans l’incapacité de faire la photosynthèse de sucre et que donc elle n’a pas besoin d’eau ! Si l’eau devait arriver à la feuille la nuit, ce serait du gâchis puisque la feuille perdrait cette eau par évapotranspiration sans qu’elle ne serve aux synthèses organiques. Pas de gaspillage inutile chez la plante !
Si on résume : l’eau prélevée dans le sol par les racines va circuler à travers un réseau de canalisation (le xylème) jusque dans les feuilles. A ce niveau, la photosynthèse est activée et les produits organiques élaborés tels le sucre vont être distribués dans tout l’arbre à travers un deuxième réseau de canalisation (le phloème) mais dans le sens inverse cette fois : depuis la feuille jusqu’aux racines ! Quelle coordination ! Qui est le « chef d’équipe » qui organise et gère tout ce travail ?
c) Le CO2
Les stomates de la feuille ont un autre rôle : c’est celui de laisser entrer l’air ambiant à l’intérieur de la feuille pour que les cellules chlorophylliennes puissent prélever le CO2 pour l’utiliser dans la photosynthèse.
Mais là je ne peux m’empêcher de vous citer le cas des plantes grasses, les crassulacées, qui vivent en milieu sec et chaud. Ces plantes ferment leurs stomates le jour et les ouvrent la nuit ! Elles font le contraire des autres plantes. Pourquoi ? Il ne s’agit pas d’un caprice. Loin de là ! Cela ne ressemble pas aux plantes !
Il s’agit plutôt d’une stratégie d’adaptation à un milieu difficile. Effectivement, le jour, il fait très chaud dans ce type de région et si les stomates devaient s’ouvrir, ce serait la mort assurée de la plante puisqu’elle perdrait toute son eau ! Alors pour pallier à cet inconvénient plus que gênant, la plante décide d’ouvrir ses stomates la nuit, au moment où il fait le plus frais. Elle concentre ainsi un maximum de CO2 dans ses feuilles pour pouvoir l’utiliser le jour, stomates fermées, sans risquer sa vie. Ce CO2 va alors être transformé en molécule de la vie. Etonnant, non ?
3) Les arbres à feuilles caduques et à feuilles persistantes
A partir de tout ce que l’on vient de voir, on peut constater que la feuille à un rôle capital dans l’arbre. On peut donc se demander pourquoi le pommier décide-t-il de perdre ses feuilles en automne ?
C’est simple ! L’arbre « sait » qu’en hiver la pluviosité va diminuer et que la température va baisser, provoquant le gel de l’eau. Comme la transpiration des feuilles est un phénomène continu, ce manque d’eau risque de provoquer des embolies dans l’arbre et conduire à sa mort. Alors plutôt que de prendre des risques, l’arbre préfère se séparer de ses feuilles. Conserver ses feuilles en hiver, serait synonyme de mort pour l’arbre. Mais cette perte n’est pas si grave que cela puisqu’il sait en fabriquer d’autres. Donc pas de problèmes, dès que les beaux jours reviendront, il fera apparaître de nouvelles feuilles !
Mais si vous êtes observateur, vous allez me dire que les conifères comme les sapins ne perdent pas leurs feuilles en hiver !
Effectivement car ces arbres ont adopté une autre stratégie de survie lors des périodes froides : ils ont décidé de transformer leurs feuilles en aiguilles. Pourquoi ? Une feuille, telle que vous la connaissez, présente une large surface sensible à l’évaporation.
En enroulant la feuille comme un cigare, l’aiguille, le sapin réduit ainsi la surface de contact entre la feuille et l’air, ce qui a pour conséquence de limiter les pertes d’eau par la feuille. Le sapin peut donc continuer à vivre normalement en hiver, sans aucun risque puisqu’il a trouvé la bonne solution. Malins, les conifères !
Mais l’arbre a feuilles caduques (qui tombent) est encore plus futé que l’on ne le croit ! A l’approche de l’automne, il va s’arranger pour accumuler dans ses feuilles tous les déchets qu’il a produits. C’est comme si l’arbre disait à la feuille : « Tu sortiras la poubelle en partant ! » Ainsi même en quittant l’arbre, la feuille joue encore un rôle bénéfique puisqu’elle le débarrasse de ses déchets toxiques qui sinon pourraient le tuer.
Le rôle bénéfique de la feuille continuera même après avoir quitté l’arbre puisqu’elle va servir d’aliments à un grand nombre d’animaux et de micro-organismes. Un sol recouvert de feuilles n’en devient que plus fertile ! Incroyable, la feuille restera vitale et utile jusqu’au bout !
4) La feuille sait se défendre !
Il y a quelques années, dans une réserve naturelle africaine qui abritait des animaux sauvages protégés, un fait a attiré l’attention des biologistes.
Un grand nombre de girafes se sont mises à mourir subitement ! Les vétérinaires, tout de suite alertés, ont d’abord cru à une épidémie mais l’autopsie des corps des animaux n’a rien révélé !
Des biologistes ont alors été appelés pour essayer d’expliquer la mort de ces girafes. Une constatation les mit sur une piste : tous les cadavres avaient mangé de la même plante avant de mourir, leur estomac contenait les feuilles d’une même espèce d’arbre ! La réponse était peut être dans ces feuilles.
Ces chercheurs en ont donc prélevé pour les analyser. Mais les résultats n’ont rien prouvé : ils pensaient trouver un poison quelconque mais rien d’anormal n’est apparu dans les tests.
Un des biologistes eut alors l’idée de frapper l’arbre à coups de matraque et de prélever immédiatement après les feuilles pour les analyser.
La surprise était de taille ! Les feuilles contenaient un poison qui n’y était pas auparavant ! L’arbre a réagi au stress des coups. Pour se défendre, l’arbre a produit une substance capable de tuer une girafe !
Mine de rien, ça sait se défendre, un arbre ! Qui le lui appris ? Comment sait-il fabriquer un poison inoffensif pour lui mais capable de provoquer l’arrêt du fonctionnement du coeur des animaux ? A-t-il un cerveau pour lui permettre de réfléchir ? Pas du tout mais comment fait-il alors ? Mais il peut faire encore mieux ! Dès que l’arbre est agressé, il va avertir immédiatement ses collègues-arbres en produisant un gaz, l’éthylène, qui va atteindre les arbres avoisinants. Ils vont alors réagir en fabriquant à leur tour ce même poison dans leurs feuilles ! Cette découverte a surpris les biologistes et elle a prouvé que les plantes sont capables de réguler la population de certains animaux lorsqu’ils sont en excès !
Comment ne pas croire en un créateur de la nature devant de tels faits inexplicables !
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