L'antagonisme photosynthèse / transpiration

Les plantes terrestres se développent dans une atmosphèreatmosphère desséchante. Ce sont les feuilles qui sont en contact direct avec l'atmosphère. Elles ont tendance à perdre de l'eau. Dans les régions humides, ces pertes d'eau sont compensées par les apports d'eau venant du sol. Dans les régions sèches localement ou de climatclimat généralement sec, les plantes développent des systèmes pour économiser l'eau au niveau des feuilles.

 
Figure 2. Feuillage d'éleanus. ©  Roger Prat - CC BY-SA 3.0

Toute la surface foliaire est en contact avec l'atmosphère mais l'épidermeépiderme est protégé par une cuticulecuticule imperméable et les échanges gazeux s'effectuent principalement par des pores (ostiole) ménagés entre les cellules de garde de petits organes particuliers, les stomatesstomates.

Figure 3. Stomate de feuille de bégonia. On distingue les deux cellules de garde chlorophylliennes qui délimitent l'ostiole légèrement ouvert. Le stomate est entouré dans cet exemple de trois cellules compagnes non chlorophylliennes. © Biologie et Multimedia

Les échanges gazeux réalisés par la plante sont de deux types :

• absorption du gaz carbonique, matièrematière première de la photosynthèsephotosynthèse,

• perte de vapeur d'eau due à la transpirationtranspiration.

Figure 4. Structure d'une feuille d'Angiosperme. Au niveau de l'épiderme, les stomates règlent les échanges gazeux entre l'atmosphère externe et les espaces gazeux internes situés entre les cellules. © Biologie et Multimedia

La plante peut réguler ses échanges gazeux en modifiant le degré d'ouverture des stomates. Cependant, en cas de sécheressesécheresse, elle ne peut fermer complètement ses stomates pour éviter les pertes d'eau et ceci pour deux raisons :

• la fermeture empêche l'entrée du gaz carboniquegaz carbonique et bloque la photosynthèse,

• la transpiration est nécessaire au flux d'eau qui traverse la plante puisqu'elle représente le moteur de la circulation et donc de l'absorptionabsorption de l'eau.

Il s'agit donc pour les plantes de climat sec de trouver des solutions pour limiter au mieux la transpiration sans modifier les échanges photosynthétiques.

L'adaptation la plus générale consiste à développer une cuticule épaisse. De nombreuses plantes ont réduit la surface de contact avec l'atmosphère en formant des feuilles de petite taille. C'est le cas de nombreuses plantes méditerranéennes comme la lavandelavande par exemple. Les cas les plus remarquables sont observables chez les plantes grasses dont certaines (cactus) voient les feuilles disparaître, la fonction photosynthétique étant alors réalisée par la tige.

D'autres plantes protègent leurs stomates dans des cryptes ou à l'abri de poils. Nous allons faire un tour d'horizon de ces adaptations à l'aide de quatre exemples caractéristiques.