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Phyllotaxie : l'étonnant arrangement des feuilles des végétaux

Dossier - Pas de bourgeon, pas de forêt !
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Savons-nous que le bourgeon est l’élément essentiel de la vie d’une plante ? Le bourgeon assure la croissance et la ramification des tiges, il est le moteur de la plante et sans lui… pas de forêt !

  
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En botanique, l'étude de la disposition et de l'arrangement des feuilles d'un végétal relève de la phyllotaxie. La phyllotaxie s'intéresse à tous les arrangements observables chez les végétaux. Principalement pour assurer à toutes les feuilles la réception d'un maximum de lumière, les rameaux d'une plante se disposent sur la tige selon une disposition particulière pour que les rameaux du dessus fassent le moins d'ombre possible aux rameaux du dessous.

Lamium album (Lamiaceae). © MurielBendel, CC BY-SA 4.
Les rameaux d'un végétal sont disposés en fonction de la lumière du soleil. © Curtis et al. Iowa SU, Domaine public

Mais il n'y a pas que des raisons d'approvisionnement en énergie. Ces arrangements en spirales permettent de ranger un maximum de matériel dans le plus petit volume possible. Mais aussi, la disposition en rosette est un dispositif de lutte contre le piétinement ou de résistance au ventCes arrangements obéissent à des règles mathématiques (suite de Fibonacci, nombre d'or, etc.).

Carrés de Fibonacci en spirale. © Domaine public

Les structures phyllotaxiques appartiennent, pour la plupart, à deux familles : les structures verticillées et les structures hélicoïdales (ou spiralées).

Les structures verticillées

Si les feuilles sont opposées deux par deux, avec rotation de 90° d'un nœud au suivant, elles sont dites opposées-décussées. Ce cas est fréquent : labiées, scrofulaires, chèvrefeuilles, viornes, cornouillers, salicaire, lilas, seringa, gentianes, cistes, olivier, myrte, œillets. Feuilles verticillées par trois, avec rotation de 60° d'un nœud au suivant : bruyères, genévriers, laurier-rose. Chez les rubiacées, les feuilles peuvent être verticillées par quatre, six...

Lamier blanc. © J.F. Gaffard Jeffdelonge, licence Creative Commons Paternité – Partage des conditions initiales à l’identique 3.0 Unported

Les structures spiralées

Les cicatrices du stipe de palmier dues à la chute des feuilles semblent disposées en quinconce, elles forment des hélices, de sens direct ou rétrograde, appelées parastiques. Si on compte ces hélices, on en trouve trois dans un sens et cinq dans l'autre, ou bien cinq et huit. Ce sont les chiffres de la suite de Fibonacci ! On distingue les espèces faiblement spiralées (180°) des espèces fortement spiralées (137°), plus nombreuses. Chez certaines plantes, les feuilles inférieures sont alternes, les médianes faiblement spiralées, et les supérieures fortement spiralées (Ombellifères).

Ciguë ombellifère. © Domaine public

Ce sont évidemment les bourgeons (et le génome de la plante bien sûr) qui sont à l'origine de ces dispositions que l'on retrouve à l'intérieur de ceux-ci. Les ébauches foliaires dans le bourgeon occupent ce type de disposition pour, entre autres, avoir un maximum de place pour développer l'ébauche foliaire.