Épiderme d'oignon (Allium), noyaux et globules lipidiques (x20)

L'étude au microscope des cellules de l'épiderme interne d'une écaille d'oignon (Allium) a lieu dans pratiquement toutes les salles de classe de biologie. Cet épiderme, formé d'une couche monocellulaire de grandes cellules allongées, permet en effet de se familiariser facilement avec la structure d'une cellule végétale. Que l'épiderme soit observé tel quel dans une goutte d'eau, ou que ce dernier soit coloré de multiples manières, à chaque fois l'observation est source d'enseignement. L'obtention du matériel nécessaire à cette étude est très simple. Il suffit de se procurer un oignon, de le couper en deux pour pouvoir ensuite le séparer en écailles, et de prélever sur l'une de ces écailles l'épiderme situé sur la face interne (l'épiderme de la face externe étant composé de plusieurs couches cellulaires, il se prête moins bien à l'étude au microscope). Bien qu'étant formé d'une couche monocellulaire, l'épiderme interne d'une écaille d'oignon reste cependant épais : durant son étude, on prendra donc bien soin de faire varier la mise au point du microscope, pour pouvoir en saisir toutes ses caractéristiques dans l'espace.

A l'oculaire, la première chose qui saute aux yeux tient au fait que la structure de l'épiderme d'oignon est fortement géométrique. De grandes tailles, les cellules de l'épiderme constituent des unités distinctes collées les unes aux autres, et dont la forme est globalement rectangulaire. Chaque cellule apparaît délimitée par une paroi épaisse (qui est de nature cellulosique), sur la face interne de laquelle adhère la membrane cellulaire (difficilement visible par défaut, à cause de sa finesse). Cette paroi est propre au monde végétal, et n'existe pas pour les cellules animales.

Une observation attentive du contenu des cellules de l'épiderme vivant permet d'apercevoir à certains endroits une multitude de petits corpuscules et vésicules, généralement sphériques mais qui peuvent aussi être allongés, et qui ne cessent généralement de vibrer voire de bouger. A l'inverse, le centre de la cellule est généralement dévolu de particules, et semble immobile. La majeure partie du volume des cellules de l'épiderme d'oignon est effectivement occupé par une grande vacuole, au sein de laquelle la cellule stocke tout un tas de molécules (souvent des nutriments ou au contraire des déchets, ou encore des molécules toxiques de défense). Il est possible de colorer cette vacuole en utilisant certains colorants vitaux, comme le rouge neutre. Des expériences intéressantes peuvent alors être réalisées en plongeant l'épiderme dans des solutés plus ou moins concentrés (par exemple de l'eau distillée ou au contraire de l'eau sucrée). On pourra alors respectivement observer le phénomène de turgescence (entrée d'eau dans la cellule et gonflement de celle-ci à l'intérieur de sa paroi) ou au contraire de plasmolyse (fuite d'eau vers l'extérieur et rétractation sur elle-même de la cellule, là encore à l'intérieur du cadre constitué par sa paroi fixe).

La vacuole centrale des cellules de l'épiderme d'oignon a pour effet de repousser sur les bords de la cellule le cytoplasme et le noyau. Le cytoplasme est ainsi présent sur tout le pourtour de la paroi et autour du noyau (cytoplasme périnucléaire). Il forme également un certain nombre de prolongements fins qui enlacent la vacuole centrale comme les doigts d'une main, et qui portent le nom de trabécules. Il est possible de différencier ces extensions cytoplasmiques en recherchant les granules plus ou moins biréfringents que ce dernier contient. Comme nous l'avons dit, le cytoplasme renferme effectivement de nombreuses inclusions. Il s'agit principalement de globules lipidiques de diverses tailles, et, bien plus fascinant, de petits corps sombres sphériques ou filamenteux, qui ne sont pas autre chose que des mitochondries. Ces dernières peuvent être observées à l'état vivant à fort grossissement (éventuellement en utilisant des techniques d'amélioration de contraste optique comme le contraste de phase), ou après coloration (hématoxyline ferrique par exemple).

Enfin, l'épiderme d'oignon permet d'observer le noyau cellulaire, zone de stockage des chaînes d'ADN, porteuse de l'information génétique. Bien qu'observable directement à l'état frais, il est cependant préférable de le colorer, par exemple en utilisant de l'éosine, du bleu de méthylène ou encore du vert de méthyle, idéalement combiné à de la pyronine. Le noyau apparaît alors comme un globule granuleux, qui peut renfermer un ou plusieurs petits corpuscules, les nucléoles (sites d'assemblage des ARN ribosomiaux).

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