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8. Les végétaux et la contrainte mécanique (vent, courants)

8.1. Introduction

Les vents sont importants pour les organismes : comme agent de transport de dispersion (spores, grains de pollen, semences), comme force destructrice et comme facteurs qui influencent profondément le climat local et les conditions météorologiques (mouvement des molécules gazeuses en montagne, mouvement d'air entraînant des variations de température et de précipitations).

Les végétaux anémogames sont des plantes chez lesquelles la pollinisation est assurée par le vent.
C'est le cas des Graminées, des Conifères, des Juncacées, des Bétulacées, des Juglandacées, des Platanacées.
L'adaptation consiste en possession d'étamines saillantes, à maturité, pendantes au bout de longs filets (chez les Graminées), groupées en chaton (chez les Bétulacées, Fagacées et Salicacées).
Les conifères ont des grains de pollen ailés.

Les végétaux anémochores sont des cryptogames et des phanérogames dont les spores, fruits, graines et boutures (=diaspores) sont transportées par le vent.
Ce sont les Graminées, les Orchidacées, les Bétulacées, les Salicacées, les chénopodiacées, les Ombellifères.
L'adaptation consiste en la légèreté des diaspores, dans la possession de prolongements ailés du fruit (samares de l'Orme, du Frêne, de l'érable) ou de la graine (Pin d'Alep), dans la présence de plumes ou d'aigrettes dérivées du style (Clématite) ou du calice.

Le vent intervient comme agent d'érosion, par le transport d'abrasifs solides (ou par la production de vagues dans les masses d'eau).
Le vent peut alors dénuder des surfaces qui ne possèdent pas de couverture végétale ; les dunes de sable sont ainsi accumulées et transportées par le vent.
Les racines des plantes peuvent servir à ancrer une dune et, éventuellement, la stabiliser.
Une dune vivante (avançant au rythme de plusieurs centimètres par jour) peut ensevelir toute forme de vie qui ne peut fuir.

Les végétaux sont dits anémophiles lorsque leur forme ou leur structure leur permet de se maintenir dans des stations particulièrement ventées.
La structure tubuleuse des tiges de Graminées (chaumes) est une préadaptation à la vie dans les grandes steppes et prairies subcontinentales.
Le port déversé, puis la forme en drapeau jusqu'à la prostration complète, constitue une accommodation chez de nombreuses espèces ligneuses, lorsque des individus sont exposés à des vents très forts sur des versants, des crêtes ou sur le littoral (Hêtre, Cèdre, Pin d'Alep).
Le port en coussinets hémisphériques est une préadaptation de chamaéphytes anémophiles (Iberis saxatilis, Genista lobelii, Alyssum spinosum).

8.2. Les végétaux et les courants d'eau

L'inégale affinité des végétaux aquatiques pour l'agitation hydrodynamique permet de distinguer :

  • En milieu marin, des espèces de mode battu (Cystoseira stricta, Chtamales), de mode semi-battu (Ceramium ciliatum), de mode calme.
  • En milieu d'eau douce, des espèces d'eaux dormantes (Nymphea) et d'eaux courantes (Ranunculus fluitans).

Les adaptations (à un ressac limité tout de même) se ramènent à deux types :

  • Des formes déprimées (Rhodophycées et Phéophycées encroûtées).
  • Des formes longues et fines (comme chez Ranunculus fluitans, R. tripartitus) ; les feuilles des Podostémonacées tropicales s'aplatissent en prenant un aspect thalloide algal. Chez les algues persistent des formes filamenteuses simples (Bangia), ramifiées (Cladophora dalmatica), des formes en tubes (Enteromorpha compressa), ou des cordons élastiques (Nemalion helminthoides).

Les cryptogames et quelques phanérogames (Naiadacées, Potamogétonacées) hydrogames se fécondent à la suite d'un transport de gamètes mâles ou de grains de pollen (rarement des gamètes femelles) par voie aquatique.
Même les cryptogames terrestres (Mousses, Fougères) sont hydrogames ; elles utilisent de l'eau de pluie ou de rosée.
En revanche de nombreuses panérogames aquatiques n'empruntent pas la voie liquide pour leur pollinisation (Nymphéacées).
L'adaptation à l'hydrogamie consiste dans la formation de flagelles par les anthérozoïdes, dans l'absence de cutine autour des grains de pollen ; ces grains de pollen sont alors mouillables et submersibles.

Les organismes hydrochores (Algues, quelques Potamogétonacées et Liliacées) produisent des diaspores acheminées par l'eau.

Les deux adaptations mécaniques concernent la flottaison et la nage.
La flottaison concerne des formes libres et des formes fixées (macroflore algale ; phanérogames) dont les organes mous s'affaissent entièrement en absence d'eau.
Les feuilles peuvent être toutes submergées, flottantes entre deux eaux (Naiadacées, Potamogétonacées, Vallisneria spiralis, Ranunculus fluittans) ; elles peuvent être partiellement submergées (Alismacées, Ranunculus tripartitus) ou flotter toutes en surface (Lemnacées, Nymphéacées, Ranunculus hederaceus, Trapa natans).

Comme adaptation à la flottaison, c'est à dire pour augmenter la légèreté, soit les végétaux modifient la forme du corps végétatif dans le but d'augmenter le rapport surface/volume (de telle sorte que le frottement atténue les effets de la pesanteur (raquette de neige !).
Soit les végétaux réduisent la densité du corps de façon à ce qu'elle soit en équilibre avec celle de l'eau, voire un peu moins dense.
Cette densité peut être réduite par la mise en réserve de graisses et d'huiles (plus légères que l'eau), ou par une réserve d'air ou de sécrétions gazeuses qui allègent souvent les végétaux (flotteurs de Fucus) ; ces réserves d'air sont ménagées dans les méats, lacunes, et canaux aérifères du Nymphea (4 larges et 6 plus étroits).
La réduction du squelette allège également les organismes ; aucune phanérogame aquatique n'est ligneuse ; les faisceaux libéro-ligneux demeurent discrets, les sclérenchymes régressent.
La charge en lipides améliore la sustentation : des inclusions lipidiques dans le cytoplasme des Diatomées, Xanthophycées et Chrysophycées jouent un rôle mécanique comparable aux réserves de graisses chez les Cétacés.

8.3. Les végétaux et les substrats solides

Divers organismes (Saxifrages) exigent des substrats solides compacts : falaises, roches mères, ciment, béton.
D'autres (Salicornes) exigent des substrats meubles, tels les sols gorgés d'eau ou pauvres en colloïdes.
D'autres enfin apprécient des sols meubles qui peuvent se compacter par tassement, perte d'eau et liaison colloïdale des particules minérales.
On trouve dans ce dernier habitat les grandes biocoenoses terrestres.

Les principales adaptations mécaniques relatives au substrat solide concernent la fixation superficielle et le grimper qui permet des ancrages malgré les forces extérieures.
Le support n'est pas nécessairement minéral ; le Lierre grimpe sur des murs et des troncs.
Les dispositifs de fixation sont :

  • Soit des dispositifs adhésifs par le jeu de sécrétions minérales ou colloïdales (Algue Cystoseira stricta, algues et lichens encroûtants), d'attaques chimiques du substrat créant des anfractuosités (cas des racines crampons da Lierre vierge, des rhizoïdes de Lichens, de Mousses et Hépatiques épilithes).
  • Soit des dispositifs volubiles tels que les vrilles du Liseron et des Bryones. Ces vrilles dérivent de folioles chez les Viciées (Vesces, Gesses, Pois), de stipules (Salsepareille), du pétiole (Clématite), de tiges spécialisées (Vigne, Bryone), de la tige principale (Liseron, Chèvrefeuille). Chez les algues, les cyanobactéries marines se maintiennent enchevêtrées aux thalles ramifiés de forme butinantes hôtes.
  • Soit des dispositifs crochus. Les Ronces, les Églantiers, les Garances sont couvertes d'épines ou d'aiguillons (détachables) ; certains axes de l'algue rouge Asparagopsis armata sont de véritables barbelés.

La pénétration dans le substrat constitue un moyen de défense et de fixation.
Elle nécessite des actions mécaniques (poussée), ou chimiques (dissolution) qui sont aisées sur des substrats tendres (calcaire, grès, argiles) et plus difficile sur les roches.
Autre moyen d'adaptation : la reptation.
Les végétaux rampants (Potentilla reptans) gisent de toute leur longueur ; seuls les pétioles foliaires se redressent.
Différentes lianes se développent couchées faute de support (Lierre, Liseron).
D'autres végétaux à port droit se propagent par stolons, tiges à géotropisme nul et à croissance en longueur rapide (Fraisier, Oyat).
Cette reptation nécessite des prises d'appui qui sont assurées par des racines adventives.

8.4. Les végétaux et la gravité

Les organismes sont sensibles à la gravité ; ils utilisent l'information recueillie par leurs percepteurs de gravité pour s'orienter dans l'espace.
Les plantes ont une croissance géotropique, les parties aériennes ayant un géotropisme négatif (se tournant vers le haut), alors que les racines ont un géotropisme positif (se développant vers le bas).

Les percepteurs de gravité peuvent être des statocytes.