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26.4 : Le rôle des plantes à graines - Biologie

26.4 : Le rôle des plantes à graines - Biologie


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Compétences à développer

  • Expliquer comment la diversité des angiospermes est due, en partie, à de multiples interactions avec les animaux
  • Décrire les modes de pollinisation
  • Discuter des rôles que jouent les plantes dans les écosystèmes et comment la déforestation menace la biodiversité végétale

Sans plantes à graines, la vie telle que nous la connaissons ne serait pas possible. Les plantes jouent un rôle clé dans le maintien des écosystèmes terrestres par la stabilisation des sols, le cycle du carbone et la modération climatique. Les grandes forêts tropicales libèrent de l'oxygène et agissent comme des puits de dioxyde de carbone. Les plantes à graines fournissent un abri à de nombreuses formes de vie, ainsi que de la nourriture pour les herbivores, nourrissant ainsi indirectement les carnivores. Les métabolites secondaires des plantes sont utilisés à des fins médicinales et dans la production industrielle.

Animaux et plantes : Herbivore

La coévolution des plantes à fleurs et des insectes est une hypothèse qui a reçu beaucoup d'attention et de soutien, en particulier parce que les angiospermes et les insectes se sont diversifiés à peu près en même temps au Mésozoïque moyen. De nombreux auteurs ont attribué la diversité des plantes et des insectes à la pollinisation et à l'herbivorie, ou à la consommation de plantes par les insectes et autres animaux. On pense que cela a été autant une force motrice que la pollinisation. La coévolution des herbivores et des défenses des plantes est observée dans la nature. Contrairement aux animaux, la plupart des plantes ne peuvent pas distancer les prédateurs ou utiliser le mimétisme pour se cacher des animaux affamés. Une sorte de course aux armements existe entre les plantes et les herbivores. Pour « combattre » les herbivores, certaines graines de plantes, telles que le gland et le kaki non affiné, sont riches en alcaloïdes et donc désagréables pour certains animaux. D'autres plantes sont protégées par l'écorce, bien que certains animaux aient développé des pièces buccales spécialisées pour déchirer et mâcher la matière végétale. Les épines et les épines (Figure (PageIndex{1})) dissuadent la plupart des animaux, à l'exception des mammifères à fourrure épaisse, et certains oiseaux ont un bec spécialisé pour contourner ces défenses.

L'herbivorie a été utilisée par les plantes à graines pour leur propre bénéfice dans une démonstration de relations mutualistes. La dispersion des fruits par les animaux en est l'exemple le plus frappant. La plante offre à l'herbivore une source de nourriture nutritive en échange de la diffusion du matériel génétique de la plante dans une zone plus large.

Un exemple extrême de collaboration entre un animal et une plante est le cas des acacias et des fourmis. Les arbres soutiennent les insectes avec un abri et de la nourriture. En retour, les fourmis découragent les herbivores, aussi bien les invertébrés que les vertébrés, en piquant et en attaquant les insectes mangeurs de feuilles.

Animaux et plantes : pollinisation

Les graminées sont un groupe réussi de plantes à fleurs qui sont pollinisées par le vent. Ils produisent de grandes quantités de pollen pulvérulent transporté sur de grandes distances par le vent. Les fleurs sont petites et ressemblent à des mèches. Les grands arbres tels que les chênes, les érables et les bouleaux sont également pollinisés par le vent.

Plus de 80 pour cent des angiospermes dépendent des animaux pour la pollinisation : le transfert du pollen de l'anthère au stigmate. Par conséquent, les plantes ont développé de nombreuses adaptations pour attirer les pollinisateurs. La spécificité des structures végétales spécialisées qui ciblent les animaux peut être très surprenante. Il est par exemple possible de déterminer le type de pollinisateur privilégié d'une plante à partir des seules caractéristiques de la fleur. De nombreuses fleurs pollinisées par des oiseaux ou des insectes sécrètent du nectar, qui est un liquide sucré. Ils produisent également à la fois du pollen fertile, pour la reproduction, et du pollen stérile riche en nutriments pour les oiseaux et les insectes.

Les papillons et les abeilles peuvent détecter la lumière ultraviolette. Les fleurs qui attirent ces pollinisateurs présentent généralement un motif de faible réflectance ultraviolette qui les aide à localiser rapidement le centre de la fleur et à recueillir le nectar tout en étant saupoudrées de pollen (Figure (PageIndex{2})). Les grandes fleurs rouges avec peu d'odeur et une longue forme d'entonnoir sont préférées par les colibris, qui ont une bonne perception des couleurs, un faible sens de l'odorat et ont besoin d'un perchoir solide. Les fleurs blanches ouvertes la nuit attirent les mites. D'autres animaux, tels que les chauves-souris, les lémuriens et les lézards, peuvent également agir comme agents pollinisateurs. Toute perturbation de ces interactions, telle que la disparition des abeilles à la suite de troubles de l'effondrement des colonies, peut conduire à des catastrophes pour les industries agricoles qui dépendent fortement des cultures pollinisées.

Connexion à une méthode scientifique : tester l'attraction des mouches par l'odeur de chair en décomposition

Question: Les fleurs qui offrent des signaux aux abeilles attireront-elles les mouches charognardes si elles sont pulvérisées avec des composés qui sentent la chair pourrie ?

Fond: La visite des fleurs par les mouches pollinisatrices est principalement fonction de l'odorat. Les mouches sont attirées par la chair en décomposition et les charognes. L'odeur putride semble être le principal attractif. Les polyamines putrescine et cadavérine, qui sont les produits de la dégradation des protéines après la mort de l'animal, sont à l'origine de l'odeur âcre de la viande en décomposition. Certaines plantes attirent stratégiquement les mouches en synthétisant des polyamines similaires à celles générées par la chair en décomposition et attirent ainsi les mouches charognardes.

Les mouches recherchent les animaux morts parce qu'elles pondent normalement leurs œufs sur eux et leurs asticots se nourrissent de la chair en décomposition. Fait intéressant, l'heure du décès peut être déterminée par un entomologiste médico-légal en fonction des stades et du type d'asticots récupérés sur des cadavres.

Hypothèse: Parce que les mouches sont attirées par d'autres organismes en fonction de l'odorat et non de la vue, une fleur qui est normalement attrayante pour les abeilles en raison de ses couleurs attirera les mouches si elle est pulvérisée avec des polyamines similaires à celles générées par la chair en décomposition.

Testez l'hypothèse :

  1. Sélectionnez les fleurs généralement pollinisées par les abeilles. Le pétunia blanc peut être un bon choix.
  2. Divisez les fleurs en deux groupes et, tout en portant des lunettes de protection et des gants, vaporisez un groupe avec une solution de putrescine ou de cadavérine. (Le dichlorhydrate de putrescine est généralement disponible à une concentration de 98 % ; cela peut être dilué à environ 50 % pour cette expérience.)
  3. Placez les fleurs dans un endroit où les mouches sont présentes, en gardant les fleurs pulvérisées et non pulvérisées séparées.
  4. Observez le mouvement des mouches pendant une heure. Enregistrez le nombre de visites aux fleurs à l'aide d'un tableau similaire à [lien]. Étant donné le mouvement rapide des mouches, il peut être avantageux d'utiliser une caméra vidéo pour enregistrer l'interaction mouche-fleur. Rejouez la vidéo au ralenti pour obtenir un enregistrement précis du nombre de visites de mouches aux fleurs.
  5. Répétez l'expérience quatre fois de plus avec la même espèce de fleur, mais en utilisant des spécimens différents.
  6. Répétez toute l'expérience avec un autre type de fleur qui est normalement pollinisé par les abeilles.
Tableau (PageIndex{1}) : Résultats du nombre de visites de mouches sur les fleurs traitées et témoins/non traitées
Essai #Fleurs pulvériséesFleurs non pulvérisées
1
2
3
4
5

Analysez vos données: Passez en revue les données que vous avez enregistrées. Faites la moyenne du nombre de visites effectuées par les mouches sur les fleurs traitées au cours des cinq essais (sur le premier type de fleur) et comparez-les au nombre moyen de visites effectuées par les mouches sur les fleurs non traitées/témoins. Pouvez-vous tirer des conclusions concernant l'attirance des mouches pour les fleurs pulvérisées ?

Pour le deuxième type de fleur utilisé, faites la moyenne du nombre de visites effectuées par les mouches sur les fleurs pulvérisées au cours des cinq essais et comparez-les au nombre moyen de visites effectuées par les mouches sur les fleurs non traitées/témoins. Pouvez-vous tirer des conclusions concernant l'attirance des mouches pour les fleurs pulvérisées ?

Comparez et contrastez le nombre moyen de visites effectuées par les mouches sur les deux types de fleurs. Pouvez-vous tirer des conclusions quant à savoir si l'apparence de la fleur a eu un impact sur l'attraction des mouches ? L'odeur a-t-elle supplanté les différences d'apparence ou les mouches étaient-elles plus attirées par un type de fleur que par un autre ?

Formez une conclusion: Les résultats appuient-ils l'hypothèse ? Si non, comment cela s'explique-t-il ?

L'importance des plantes à graines dans la vie humaine

Les plantes à graines sont à la base de l'alimentation humaine à travers le monde (Figure (PageIndex{3})). De nombreuses sociétés mangent presque exclusivement des plats végétariens et dépendent uniquement des plantes à graines pour leurs besoins nutritionnels. Quelques cultures (riz, blé et pommes de terre) dominent le paysage agricole. De nombreuses cultures ont été développées pendant la révolution agricole, lorsque les sociétés humaines sont passées de chasseurs-cueilleurs nomades à l'horticulture et à l'agriculture. Les céréales, riches en glucides, constituent la base de nombreux régimes alimentaires humains. Les haricots et les noix fournissent des protéines. Les graisses sont issues de graines broyées, comme c'est le cas pour les huiles d'arachide et de colza (canola), ou de fruits comme les olives. L'élevage consomme également de grandes quantités de récoltes.

Les cultures de base ne sont pas le seul aliment dérivé des plantes à graines. Les fruits et légumes fournissent des nutriments, des vitamines et des fibres. Le sucre, pour sucrer les plats, est produit à partir de la canne à sucre monocotylédone et de la betterave sucrière eudicot. Les boissons sont faites d'infusions de feuilles de thé, de fleurs de camomille, de grains de café broyés ou de fèves de cacao en poudre. Les épices proviennent de différentes parties de la plante : le safran et les clous de girofle sont des étamines et des bourgeons, le poivre noir et la vanille sont des graines, l'écorce d'un buisson dans le Laurales la famille fournit de la cannelle, et les herbes qui parfument de nombreux plats proviennent de feuilles et de fruits séchés, comme le piment rouge piquant. Les huiles volatiles des fleurs et des écorces donnent le parfum des parfums. De plus, aucune discussion sur la contribution des plantes à graines à l'alimentation humaine ne serait complète sans la mention de l'alcool. La fermentation des sucres et des amidons d'origine végétale est utilisée pour produire des boissons alcoolisées dans toutes les sociétés. Dans certains cas, les boissons sont issues de la fermentation des sucres des fruits, comme pour les vins et, dans d'autres cas, de la fermentation des glucides dérivés des graines, comme pour les bières.

Les plantes à graines ont de nombreuses autres utilisations, notamment la fourniture de bois comme source de bois de construction, de combustible et de matériau pour construire des meubles. La plupart du papier est dérivé de la pulpe de conifères. Les fibres de plantes à graines telles que le coton, le lin et le chanvre sont tissées en tissu. Les teintures textiles, comme l'indigo, étaient pour la plupart d'origine végétale jusqu'à l'avènement des teintures chimiques synthétiques.

Enfin, il est plus difficile de quantifier les bénéfices des plantes ornementales à graines. Ceux-ci embellissent les espaces privés et publics, ajoutant beauté et sérénité à la vie humaine et inspirant peintres et poètes.

Les propriétés médicinales des plantes sont connues des sociétés humaines depuis l'Antiquité. Il y a des références à l'utilisation des propriétés curatives des plantes dans les écrits égyptiens, babyloniens et chinois d'il y a 5 000 ans. De nombreux médicaments thérapeutiques synthétiques modernes sont dérivés ou synthétisés de novo à partir de métabolites secondaires végétaux. Il est important de noter que le même extrait de plante peut être un remède thérapeutique à de faibles concentrations, devenir une drogue addictive à des doses plus élevées et peut potentiellement tuer à des concentrations élevées. Le tableau ci-dessous présente quelques médicaments, leurs plantes d'origine et leurs applications médicinales.

Tableau (PageIndex{2}): Origine végétale des composés médicinaux et applications
PlanteComposéApplication
Morelle mortelle (Atropa belladone )AtropineDilater les pupilles pour les examens de la vue
Digitale (Digitalis purpurea)DigitaleMaladie cardiaque, stimule le rythme cardiaque
Patate douce (Dioscorea spp.)StéroïdesHormones stéroïdes : pilule contraceptive et cortisone
Éphédra (éphédra spp.)éphédrineDécongestionnant et dilatateur des bronchioles
If du Pacifique (Taxus brevifolia)Taxolchimiothérapie anticancéreuse ; inhibe la mitose
Grain d'opium (Papaver somniferum)OpioïdesAnalgésique (réduit la douleur sans perte de conscience) et narcotique (réduit la douleur avec somnolence et perte de conscience) à des doses plus élevées
Arbre à quinine (Quinquina spp.)QuinineAntipyrétique (abaisse la température corporelle) et antipaludique
Saule (Salix spp.)Acide salicylique (aspirine)Analgésique et antipyrétique

Connexion carrière: ethnobotaniste

Le domaine relativement nouveau de l'ethnobotanique étudie l'interaction entre une culture particulière et les plantes indigènes de la région. Les plantes à graines ont une grande influence sur la vie humaine quotidienne. Les plantes sont non seulement la principale source de nourriture et de médicaments, mais elles influencent également de nombreux autres aspects de la société, des vêtements à l'industrie. Les propriétés médicinales des plantes ont été reconnues très tôt dans les cultures humaines. À partir du milieu des années 1900, les produits chimiques de synthèse ont commencé à supplanter les remèdes à base de plantes.

La pharmacognosie est la branche de la pharmacologie qui se concentre sur les médicaments dérivés de sources naturelles. Avec la mondialisation et l'industrialisation massives, on craint qu'une grande partie de la connaissance humaine des plantes et de leurs usages médicinaux ne disparaisse avec les cultures qui les ont favorisées. C'est là qu'interviennent les ethnobotanistes. Pour connaître et comprendre l'utilisation des plantes dans une culture particulière, un ethnobotaniste doit apporter une connaissance de la vie végétale et une compréhension et une appréciation des diverses cultures et traditions. La forêt amazonienne abrite une incroyable diversité de végétation et est considérée comme une ressource inexploitée de plantes médicinales ; pourtant, l'écosystème et ses cultures indigènes sont menacés d'extinction.

Pour devenir ethnobotaniste, une personne doit acquérir une large connaissance de la biologie végétale, de l'écologie et de la sociologie. Non seulement les spécimens de plantes sont étudiés et collectés, mais aussi les histoires, les recettes et les traditions qui leur sont liées. Pour les ethnobotanistes, les plantes ne sont pas considérées uniquement comme des organismes biologiques à étudier en laboratoire, mais comme une partie intégrante de la culture humaine. La convergence de la biologie moléculaire, de l'anthropologie et de l'écologie fait du domaine de l'ethnobotanique une science véritablement multidisciplinaire.

Biodiversité des plantes

La biodiversité assure une ressource pour les nouvelles cultures vivrières et les médicaments. La vie végétale équilibre les écosystèmes, protège les bassins versants, atténue l'érosion, modère le climat et fournit un abri à de nombreuses espèces animales. Les menaces à la diversité végétale, cependant, viennent de plusieurs angles. L'explosion de la population humaine, en particulier dans les pays tropicaux où les taux de natalité sont les plus élevés et le développement économique bat son plein, conduit à l'empiètement humain sur les zones forestières. Pour nourrir la population plus large, les humains ont besoin d'obtenir des terres arables, il y a donc un défrichement massif d'arbres. Le besoin de plus d'énergie pour alimenter les grandes villes et la croissance économique dans celles-ci entraînent la construction de barrages, l'inondation des écosystèmes qui en résulte et l'augmentation des émissions de polluants. D'autres menaces pour les forêts tropicales proviennent des braconniers, qui coupent des arbres pour leur bois précieux. L'ébène et le bois de rose du Brésil, tous deux sur la liste des espèces menacées, sont des exemples d'espèces d'arbres pratiquement menacées d'extinction par une exploitation forestière aveugle.

Le nombre d'espèces végétales en voie d'extinction augmente à un rythme alarmant. Parce que les écosystèmes sont dans un équilibre délicat et que les plantes à graines entretiennent des relations symbiotiques étroites avec les animaux, qu'ils soient prédateurs ou pollinisateurs, la disparition d'une seule plante peut entraîner l'extinction d'espèces animales connectées. Un problème réel et urgent est que de nombreuses espèces végétales n'ont pas encore été cataloguées, et donc leur place dans l'écosystème est inconnue. Ces espèces inconnues sont menacées par l'exploitation forestière, la destruction de l'habitat et la perte de pollinisateurs. Ils peuvent disparaître avant que nous ayons la chance de commencer à comprendre les impacts possibles de leur disparition. Les efforts pour préserver la biodiversité prennent plusieurs lignes d'action, de la préservation des semences patrimoniales aux espèces de codes-barres. Les graines patrimoniales proviennent de plantes qui étaient traditionnellement cultivées dans les populations humaines, par opposition aux graines utilisées pour la production agricole à grande échelle. Le codage à barres est une technique dans laquelle une ou plusieurs séquences de gènes courtes, extraites d'une partie bien caractérisée du génome, sont utilisées pour identifier une espèce grâce à l'analyse de l'ADN.

Sommaire

La diversité des angiospermes est due en partie à de multiples interactions avec les animaux. L'herbivorie a favorisé le développement de mécanismes de défense chez les plantes et l'évitement de ces mécanismes de défense chez les animaux. La pollinisation (le transfert du pollen vers un carpelle) est principalement effectuée par le vent et les animaux, et les angiospermes ont développé de nombreuses adaptations pour capturer le vent ou attirer des classes spécifiques d'animaux.

Les plantes jouent un rôle clé dans les écosystèmes. Ils sont une source d'aliments et de composés médicinaux et fournissent des matières premières pour de nombreuses industries. Cependant, la déforestation et l'industrialisation rapides menacent la biodiversité végétale. À son tour, cela menace l'écosystème.

code-barres
technique de biologie moléculaire dans laquelle une ou plusieurs courtes séquences de gènes prélevées dans une partie bien caractérisée du génome sont utilisées pour identifier une espèce
recadrer
plante cultivée
graine d'héritage
graine d'une plante qui a été cultivée dans le passé, mais qui n'a pas été utilisée à grande échelle dans l'agriculture moderne
herbivore
consommation de plantes par les insectes et autres animaux
nectar
liquide riche en sucres produits par les fleurs pour attirer les pollinisateurs animaux
pollinisation
transfert de pollen de l'anthère au stigmate

Rôles de ArabidopsisFacteurs de transcription WRKY3 et WRKY4 dans les réponses des plantes aux agents pathogènes

Les facteurs de transcription de liaison à l'ADN WRKY des plantes sont impliqués dans les réponses des plantes aux réponses biotiques et abiotiques. Il a été précédemment montré que Arabidopsis WRKY3 et WRKY4, qui codent pour deux facteurs de transcription WRKY structurellement similaires, sont induits par une infection pathogène et l'acide salicylique (SA). Cependant, le rôle des deux facteurs de transcription WRKY dans la résistance aux maladies des plantes n'a pas été directement analysé.

Résultats

WRKY3 et WRKY4 sont tous deux localisés dans le noyau et reconnaissent spécifiquement les séquences TTGACC W-box in vitro. Expression de WRKY3 et WRKY4 a été induite rapidement par des conditions de stress générées par l'infiltration de liquide ou la pulvérisation. Expression induite par le stress de WRKY4 était encore augmentée par l'infection par un agent pathogène et le traitement par SA. Pour déterminer directement leur rôle dans la résistance aux maladies des plantes, nous avons isolé des mutants d'insertion d'ADN-T et généré des lignées de surexpression transgéniques pour WRKY3 et WRKY4. Les mutants à perte de fonction et les lignées de surexpression transgéniques ont été examinés pour les réponses à l'agent pathogène bactérien biotrophe Pseudomonas syringae et le champignon pathogène nécrotrophe Botrytis cinerea. Les wrky3 et wrky4 les mutants simples et doubles présentaient des symptômes de maladie plus graves et supportaient une croissance fongique plus élevée que les plantes de type sauvage après Botrytis infection. Bien que la perturbation de WRKY3 et WRKY4 n'a pas eu d'effet majeur sur la réponse des plantes à P. syringae, surexpression de WRKY4 sensibilité considérablement améliorée des plantes au pathogène bactérien et suppression induite par le pathogène PR1 l'expression du gène.

Conclusion

La localisation nucléaire et l'activité de liaison à l'ADN spécifique à la séquence soutiennent que WRKY3 et WRKY4 fonctionnent comme des facteurs de transcription. L'analyse fonctionnelle basée sur des mutants d'insertion d'ADN-T et des lignées de surexpression transgéniques indique que WRKY3 et WRKY4 ont un rôle positif dans la résistance des plantes aux agents pathogènes nécrotrophes et que WRKY4 a un effet négatif sur la résistance des plantes aux agents pathogènes biotrophes.


Démarrer le quiz : Biologie 26 Plantes à graines QCM Quiz OpenStax

Cette image de la NASA est un composite de plusieurs vues satellites de la Terre. Pour créer l'image de la Terre entière, les scientifiques de la NASA combinent les observations de différentes parties de la planète. (crédit : NASA/GSFC/NOAA/USGS)

Vue de l'espace, la Terre n'offre aucun indice sur la diversité des formes de vie qui y résident. On pense que les premières formes de vie sur Terre ont été des micro-organismes qui ont existé pendant des milliards d'années dans l'océan avant l'apparition des plantes et des animaux. Les mammifères, les oiseaux et les fleurs qui nous sont si familiers sont tous relativement récents, datant d'il y a 130 à 200 millions d'années. Les humains n'habitent cette planète que depuis 2,5 millions d'années, et ce n'est qu'au cours des 200 000 dernières années que les humains ont commencé à ressembler à nous aujourd'hui.

Chapitre 26 : Plantes à graines QCM Questions à choix multiples Quiz Banque de tests

26.1 Évolution des plantes à graines

26.4 Le rôle des plantes à graines

Nom: Biologie 26 Plantes à Graines QCM
URL de téléchargement : Télécharger le livre électronique PDF du QCM Quiz
Taille du livre : 16 pages
Date du droit d'auteur : 2015
Langue : anglais américain
Catégories : Matériel pédagogique

Question : Laquelle des structures suivantes dans une fleur n'est pas directement impliquée dans la reproduction ?

Question : Les mégasporocytes finiront par produire lequel des éléments suivants ?

Question : Laquelle des structures suivantes élargit l'aire de répartition géographique d'une espèce et est un agent de dispersion ?

Question : Les grains de pollen se développent dans quelle structure ?

Question : Dans les forêts du nord de la Sibérie, un grand arbre est très probablement un :

Question : Dans laquelle des périodes géologiques suivantes les gymnospermes domineraient-ils le paysage ?

Question : Lequel des traits suivants caractérise les gymnospermes ?

Les plantes portent des graines exposées sur des feuilles modifiées.

Les structures de reproduction sont situées dans une fleur.

Après la fécondation, l'ovaire s'épaissit et forme un fruit.

Le gamétophyte est la phase la plus longue du cycle de vie.

Question : Quelle est la ploïdie des structures suivantes : gamétophyte, graine, spore, sporophyte ?

Question : Les plantes à graines sont ________.

principalement homospores avec quelques hétérospores.

principalement hétérospores avec quelques homospores.

Question : Outre la graine, quelle autre structure majeure diminue la dépendance d'une plante à l'eau pour la reproduction ?

Question : Au cours d'une double fécondation, un spermatozoïde fusionne avec l'ovule et le second fusionne avec ________.


Hormones stéroïdes

Le cholestérol est le précurseur des cinq grandes classes de hormones stéroïdes : progestatifs, glucocorticoïdes, minéralocorticoïdes, androgènes et œstrogènes (Figure 26.24). Ces hormones sont de puissantes molécules de signalisation qui régulent une multitude de fonctions de l'organisme. Progestérone, une progestatif, prépare la muqueuse de l'utérus pour l'implantation d'un ovule. La progestérone est également essentielle pour le maintien de la grossesse. Androgènes des caractères sexuels secondaires masculins, alors que oestrogènes (tel que estrone) sont nécessaires au développement des caractères sexuels secondaires féminins. Les œstrogènes, ainsi que la progestérone, participent également au cycle ovarien. Glucocorticoïdes (tel que cortisol) favorisent la néoglucogenèse et la formation de glycogène, améliorent la dégradation des graisses et des protéines et inhibent la réponse inflammatoire. Ils permettent aux animaux de répondre au stress en effet, l'absence de glucocorticoïdes peut être fatale. Minéralocorticoïdes (principalement aldostérone) agissent sur les tubules distaux du rein pour augmenter la réabsorption de Na + et l'excrétion de K + et H + , ce qui entraîne une augmentation du volume sanguin et de la pression artérielle. Les principaux sites de synthèse de ces classes d'hormones sont le corps jaune, pour les progestatifs les ovaires, pour les œstrogènes les testicules, pour les androgènes et le cortex surrénalien, pour les glucocorticoïdes et les minéralocorticoïdes.

Figure 26.24

Relations biosynthétiques des classes d'hormones stéroïdes et de cholestérol.

Les hormones stéroïdes se lient et activent les molécules réceptrices qui servent de facteurs de transcription pour réguler l'expression des gènes (section 31.3.1). Ces petites molécules relativement similaires peuvent avoir des effets très différents car les légères différences structurelles entre elles permettent des interactions avec des molécules réceptrices spécifiques.


Le rôle central de l'éthylène dans la croissance des plantes

Étant continuellement exposées à des conditions environnementales variables, les plantes produisent des phytohormones pour réagir rapidement et spécifiquement à ces changements. La phytohormone éthylène est produite en réponse à de multiples stress. Alors que le rôle de l'éthylène dans les réponses de défense aux agents pathogènes est largement reconnu, des études récentes sur l'arabidopsis et les espèces cultivées mettent en évidence un rôle clé émergent pour l'éthylène dans la régulation de la croissance et du rendement des organes sous stress abiotique. Des connexions moléculaires entre l'éthylène et les voies de régulation de la croissance ont été découvertes, et la modification de l'expression des facteurs de réponse à l'éthylène (ERF) fournit une nouvelle stratégie pour l'ingénierie ciblée de la réponse à l'éthylène. Les cultures avec des réponses optimisées à l'éthylène montrent une croissance améliorée au champ, ouvrant de nouvelles fenêtres pour l'amélioration future des cultures. Cette revue se concentre sur la façon dont l'éthylène régule la croissance des pousses, en mettant l'accent sur les feuilles.

Mots clés: facteurs de réponse à l'éthylène éthylène signalant la régulation de la croissance réponse au stress de la croissance des feuilles.

Copyright © 2018 Le(s) auteur(s). Publié par Elsevier Ltd.. Tous droits réservés.

Les figures

Aperçu de la biosynthèse de l'éthylène et…

Aperçu de la biosynthèse de l'éthylène et des voies de signalisation chez Arabidopsis et des facteurs environnementaux qui…

Voies moléculaires dans les feuilles d'Arabidopsis…

Voies moléculaires dans les feuilles d'Arabidopsis reliant l'éthylène à la division cellulaire, à l'expansion cellulaire et…


Comment la température affecte-t-elle la croissance des plantes?

Les températures élevées affectent la croissance des plantes de plusieurs manières. Les plus évidents sont les effets de la chaleur sur la photosynthèse, dans laquelle les plantes utilisent du dioxyde de carbone pour produire de l'oxygène, et la respiration, un processus opposé dans lequel les plantes utilisent de l'oxygène pour produire du dioxyde de carbone. Des experts de la Colorado State University Extension expliquent que les deux processus augmentent lorsque les températures augmentent.

Cependant, lorsque les températures atteignent des limites inconfortablement élevées (ce qui dépend de la plante), les deux processus deviennent déséquilibrés. Les tomates, par exemple, ont des problèmes lorsque les températures dépassent environ 96 degrés F. (36 C).

L'effet de la température sur les plantes varie considérablement et est influencé par des facteurs tels que l'exposition au soleil, le drainage de l'humidité, l'altitude, la différence entre les températures diurnes et nocturnes et la proximité de la structure rocheuse environnante (masse de chaleur thermique).


Pigments photosynthétiques

Pigments sont des composés chimiques qui ne reflètent que certaines longueurs d'onde de la lumière visible. Cela les fait apparaître "colorés". Les fleurs, les coraux et même la peau des animaux contiennent des pigments qui leur donnent leurs couleurs. Plus importante que leur réflexion de la lumière est la capacité des pigments à absorber certaines longueurs d'onde.

Parce qu'ils interagissent avec la lumière pour n'absorber que certaines longueurs d'onde, les pigments sont utiles aux plantes et autres autotrophes --organismes qui fabriquent leur propre nourriture en utilisant photosynthèse. Dans les plantes, les algues et les cyanobactéries, les pigments sont le moyen par lequel l'énergie de la lumière du soleil est capturée pour la photosynthèse. Cependant, étant donné que chaque pigment ne réagit qu'avec une plage étroite du spectre, il est généralement nécessaire de produire plusieurs types de pigments, chacun d'une couleur différente, pour capturer une plus grande partie de l'énergie solaire.

Il existe trois classes de base de pigments.

Il existe plusieurs sortes de chlorophylle, la plus importante étant la chlorophylle "a". C'est la molécule qui rend possible la photosynthèse, en transmettant ses électrons sous tension à des molécules qui fabriqueront les sucres. Toutes les plantes, algues et cyanobactéries qui effectuent la photosynthèse contiennent de la chlorophylle "a". Un deuxième type de chlorophylle est la chlorophylle "b", qui n'est présente que dans les "algues vertes" et dans les plantes. Une troisième forme de chlorophylle qui est commune est (sans surprise) appelée chlorophylle "c", et se trouve uniquement dans les membres photosynthétiques du Chromista ainsi que les dinoflagellés. Les différences entre les chlorophylles de ces principaux groupes ont été l'un des premiers indices qu'ils n'étaient pas aussi étroitement liés qu'on le pensait auparavant.

L'image de droite montre les deux classes de phycobilines qui peuvent être extraites de ces "algues". Le flacon de gauche contient le pigment bleuté phycocyanine, ce qui donne leur nom aux Cyanobactéries. Le flacon de droite contient le pigment rougeâtre phycoérythrine, ce qui donne aux algues rouges leur nom commun.

Les phycobilines ne sont pas seulement utiles aux organismes qui les utilisent pour absorber l'énergie lumineuse, elles ont également été utilisées comme outils de recherche. La pycocyanine et la phycoérythrine fluorescence à une longueur d'onde particulière. C'est-à-dire que lorsqu'ils sont exposés à une forte lumière, ils absorbent l'énergie lumineuse et la libèrent en émettant de la lumière d'une gamme très étroite de longueurs d'onde. La lumière produite par cette fluorescence est si distinctive et fiable que les phycobilines peuvent être utilisées comme "marqueurs" chimiques. Les pigments sont liés chimiquement à des anticorps, qui sont ensuite mis dans une solution de cellules. Lorsque la solution est pulvérisée sous la forme d'un flux de fines gouttelettes devant un laser et un capteur informatique, une machine peut identifier si les cellules des gouttelettes ont été "marquées" par les anticorps. Cela a été largement utilisé dans la recherche sur le cancer, pour « marquer » les cellules tumorales.


Recherche d'intérêts

Mécanismes moléculaires de la nutrition minérale et de la tolérance au sel/sécheresse des plantes

Pourquoi étudier la nutrition minérale et la tolérance au sel/sécheresse ?

L'un des défis majeurs de l'humanité de ce siècle est de fournir suffisamment de nourriture à une population mondiale en expansion rapide tout en préservant les ressources écologiques et énergétiques de notre planète. Selon les Nations Unies (2006), la population mondiale augmentera probablement de 2,5 milliards au cours des 43 prochaines années, passant de 6,7 milliards actuellement à 9,2 milliards en 2050. Une augmentation massive de la production agricole est nécessaire pour répondre aux besoins alimentaires des futures générations. générations en 2020, l'agriculture mondiale devra produire environ 3,4 milliards de tonnes de céréales par an pour répondre à la demande mondiale. Cette augmentation de la production végétale doit provenir de :

  • Augmentation du rendement des terres arables existantes, qui est limitée par les coûts (financiers et écologiques) de l'irrigation, de la fertilisation et de la lutte contre les ravageurs/maladies
  • Expansion des terres arables, qui est limitée par la dégradation mondiale des sols sous forme d'érosion, d'épuisement des nutriments, de pénurie d'eau et de salinité

Pour garantir des progrès rapides dans les deux sens, les phytologistes doivent travailler en étroite collaboration avec les sélectionneurs et les écologistes.

La contribution de notre laboratoire à la sécurité alimentaire mondiale est d'apporter une compréhension des mécanismes moléculaires déterminant :

  • Efficacité d'utilisation des nutriments
  • Tolérance au sel et à la sécheresse
  • Interaction entre stress abiotique et biotique

La recherche expérimentale en laboratoire aborde des questions spécifiques dans les domaines suivants :


Risque d'extinction des plantes sous l'effet du changement climatique : les changements d'aire de répartition prévus sont-ils à eux seuls un bon indicateur de la vulnérabilité des espèces au réchauffement climatique ?

Les modèles qui associent l'adéquation de l'habitat aux processus démographiques offrent une approche potentiellement améliorée pour estimer les changements de distribution spatiale et le risque d'extinction dans le cadre du changement climatique. En appliquant une telle approche à cinq espèces de plantes australiennes présentant des traits démographiques contrastés, nous montrons que : (i) les changements prédits induits par le climat dans l'aire de répartition sont sensibles au modèle d'habitat sous-jacent, que les traits démographiques et leur interaction avec la configuration des parcelles d'habitat sont modélisés explicitement et (ii) il faut faire preuve de prudence lors de l'utilisation des changements prévus dans l'adéquation totale de l'habitat ou l'étendue géographique pour déduire le risque d'extinction, car la relation entre ces paramètres est souvent faible. Les mesures du risque d'extinction, qui quantifient les menaces pour la persistance de la population, sont particulièrement sensibles aux traits d'histoire de vie, tels que la réponse du recrutement au feu, qui explique environ 60 % de la déviance de l'abondance minimale attendue. La dynamique de dispersion et la structure des parcelles d'habitat ont la plus forte influence sur la quantité de mouvement des bords arrière et avant de la marge de l'aire de répartition, expliquant environ 40 % de la déviance structurelle modélisée. Ces résultats soulignent la nécessité de prendre en compte des mesures directes du risque d'extinction (déclins de population et autres mesures de la viabilité stochastique), ainsi que des mesures de changement dans la superficie de l'habitat, lors de l'évaluation des impacts du changement climatique sur la biodiversité. En outre, l'estimation directe du risque d'extinction intègre d'importants processus démographiques et écosystémiques, qui influencent potentiellement la vulnérabilité des espèces à l'extinction en raison du changement climatique.


Robert A. MacArthur/Kevin L. Campbell Jusqu'à présent, c'était en grande partie un mystère quant à savoir quand certains mammifères ont développé la capacité de nager et de plonger pour se nourrir. Les espèces d'Eulipotyphla, qui comprennent les taupes, les musaraignes, les hérissons et les solénodons, semblent être les moins équipées pour la plongée. Étant les plus petits plongeurs mammifères de la planète, ils ont rapidement.

Aplanir les détails : comment l'utilisation de la durabilité comme principe de conception peut conduire à des avancées fondamentales et à une innovation pratique en chimie de synthèse David Herbert Vendredi 25 juin 2021 15 h 00 - 15 h 30 Conférence scientifique publique virtuelle et questions-réponses bienvenue à rejoindre! David E. Herbert est professeur agrégé au département de chimie de l'Université de.


Voir la vidéo: Kasvien suvullinen lisääntyminen (Janvier 2023).