Tige de prêle (Equisetum japonicum), coupe longitudinale, méristème caulinaire latéral (x40)

 

 

Comme chez les végétaux supérieurs, la croissance en longueur des tiges (ainsi que des racines) des ptéridophytes est assurée par l'activité d'un méristème apical. Les méristèmes sont formés d'un ensemble de cellules embryonnaires, indifférenciées, dont le rôle est de se diviser en permanence, tant que la plante est encore en vie, pour donner naissance à des cellules différenciées qui formeront les différents tissus (histogenèse) ou organes (organogenèse) de la plante. Lorsqu'une cellule embryonnaire se divise, elle donne naissance à deux cellules : l'une d'elle reste indifférenciée, pour assurer le maintien du massif méristématique, tandis que la seconde va au contraire se différencier. C'est la position que la cellule occupe parmi toutes les autres qui va définir sa destinée, celle d'être une cellule de l'épiderme, un élément conducteur d'un faisceau cribro-vasculaire, une cellule de la moelle apte à stocker des réserves, etc.

Chez les prêles (c'est aussi le cas par exemple pour les fougères), le méristème apical caulinaire comporte à son sommet une grosse cellule unique de forme tétraédrique (pyramidale), qui comprend donc quatre faces. L'observation microscopique d'une coupe longitudinale d'une tige de prêle montre que cette cellule pyramidale est bordée sur chacune de ses faces inférieures par des empilements de cellules plates, parallélépipédiques, qui forment dans les trois dimensions de l'espace un anneau.

Pendant longtemps, les botanistes ont pensé que ces cellules rectangulaires provenaient de la division répétitive par mitose de la cellule pyramidale sommitale. Il s'avère cependant que cette dernière est quiescente, c'est à dire au repos, et qu'elle ne se divise peu ou pas. Les cellules souches actives (appelées initiales) du méristème caulinaire d'une prêle sont en fait les cellules qui entourent la cellule quiescente apicale. Ce sont elles qui, en se multipliant selon des divisions successives et incessantes, vont engendrer la tige ainsi que les feuilles (réduites chez les prêles à des écailles).

Les cellules méristématique possèdent des caractéristiques cytologiques bien déterminées, dont certaines ressortent sur la coupe présentée ici, qui a été colorée à l'hématoxyline. Généralement de petites tailles, elles possèdent une paroi cellulosique mince, un rapport nucléocytoplasmique élevée (gros noyaux entourés d'une mince frange de cytoplasme), nucléoles de grande taille, vacuole absente ou réduite, et forte densité en ribosomes (d'où la coloration pourpre prononcée du cytoplasme, les ribosomes, riches en acides nucléiques, retenant bien l'hématoxyline qui est un colorant basique).

En plus du méristème sommital, les tiges de prêle possèdent également des méristèmes latéraux, dont la morphologie et le fonctionnement sont des copies conformes du méristème apical. Ces méristèmes permettent la croissance de tiges secondaires, tout en offrant une protection contre divers accidents. Étant par nature des formes de vie fixées, les végétaux ont effectivement mis en place des mécanismes leur permettant de répondre à différents aléas, et les méristèmes en font partie. Ainsi, si le méristème apical est endommagé ou détruit, les méristèmes axillaires peuvent prendre la relève en permettant à la plante de continuer malgré tout sa croissance. Autre avantage déterminant, et contrairement au monde animal, des cellules différenciées peuvent se dédifférencier facilement pour redevenir des cellules souches, de façon à réparer un outrage ou faire repartir le développement d'une partie de la plante.

 

 
Tige de prêle (Equisetum japonicum), coupe longitudinale, méristème caulinaire latéral, Etzold FCA (x40) L'image ci-dessus est annotée Tige de prêle (Equisetum japonicum), coupe longitudinale, cellules en mitose, Etzold FCA (x40) L'image ci-dessus est annotée  

 

 

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