De nombreux aspects de la biologie végétale, en particulier les sujets anatomiques, sont souvent négligés ou simplement négligés. Cet article est l'occasion de donner un peu de publicité à la couche la plus externe des parties aériennes des plantes, la cuticule - une fine membrane continue constituée d'une matrice polymère (cutine), de polysaccharides et de lipides associés solubles dans les solvants (cires cuticulaires).

Bien que stomates sont prédominants lorsqu'il s'agit de la perte contrôlable d'eau - la transpiration - des plantes, elle tombe sur la cuticule pour réduire la perte d'eau incontrôlée des parties de la plante lorsque les stomates sont fermés ou sur des surfaces végétales hors sol dépourvues de stomates. La cuticule est sans doute la défense ultime de la plante contre la déshydratation.* Compte tenu de l'importance du rôle de cette couche, il peut sembler surprenant que il ne fait que quelques micromètres d'épaisseur. Ce qui rend d'autant plus essentiel que la cuticule soit adaptée à l'usage.

L'un des habitats où une cuticule efficace est d'une importance primordiale est dans déserts chauds, qui sont non seulement chaudes, mais également pauvres en eau, de sorte que l'obtention et la rétention d'eau sont un enjeu majeur pour les plantes. Les plantes dans de tels endroits ont souvent de nombreuses modifications qui leur permettent de survivre dans un environnement aussi exigeant en eau et sont souvent classées comme xérophytes. Une telle adaptation est souvent une cuticule plus épaisse que la normale. Mais est-ce que plus épais est nécessairement synonyme d'efficacité?

En gardant à l'esprit que les cuticules sont essentiellement des revêtements de graisses et que les graisses deviennent plus mobiles lorsqu'elles sont réchauffées (pensez à combien il est plus facile d'étaler du beurre lorsqu'il est sorti du réfrigérateur, après l'avoir laissé se réchauffer à température ambiante), les cuticules pourraient-elles devenir plus fluides et moins efficaces en tant que barrières contre la perte d'eau avec l'augmentation de la température ? Ou, et plus scientifiquement, quelle est la relation entre la capacité des cuticules à résister au mouvement de l'eau sous des températures élevées dans un environnement désertique et la chimie des cuticules ? Ces cuticules diffèrent-elles de celles des plantes de plus mésique environnements où l'eau est plus facilement disponible?

Aussi surprenant que cela puisse paraître, il semble y avoir peu d'informations sur ces points importants, que le manque de données sur le désert Ann Christin Schuster et al. visait à redresser. En utilisant Rhazya stricta (un feuillage persistant, arbuste nain des Apocyanaceae qui vit dans les zones arides de la péninsule arabique à du sud de l'Iran au nord-ouest de l'Inde, ils ont étudié l'effet de l'augmentation de la température sur la perméabilité de sa cuticule à l'eau. Bien que cette propriété ait augmenté - c'est-à-dire qu'à des températures plus élevées (jusqu'à 50 ° C), plus d'eau a été perdue à travers la cuticule qu'à des températures plus basses (à partir de 15 ° C) - cette augmentation était bien moindre que pour les plantes vivant dans des conditions désertiques non arabes.

L'équipe propose que cette «fuite» réduite soit due aux grandes quantités de triterpénoïdes qu'ils ont trouvées dans R. strictala cuticule. Plus précisément, ils suggèrent que ces molécules organiques restreignent la dilatation thermique du polymère (c'est-à-dire qu'elles stabilisent la structure de la cuticule), réduisant ainsi la perturbation qui accompagne les températures élevées dans les cuticules d'autres plantes. De cette façon, l'intégrité de la barrière de la plante contre la perte d'eau incontrôlée est maintenue intacte.**

La découverte ci-dessus représente une dimension évolutive - l'adaptation des plantes à leur environnement - chez une plante à fleurs, l'une des gloires suprêmes de l'évolution des plantes. Un angle évolutif encore à plus long terme est présent dans le paragraphe suivant…

Tout comme la rétention d'eau dans les environnements désertiques chauds est importante pour la survie des plantes hautement développées, développement d'une cuticule et la capacité de survivre sur la terre ferme est l'un des « moments » essentiels le long de la voie évolutive qui a permis aux « plantes » de coloniser l'habitat terrestre et, finalement, de donner naissance à la flore terrestre (que nous connaissons mieux sous le nom de le Plante Royaume). Une conclusion majeure découlant de l'examen des cuticules de mousses (plantes qui représentent certains des premiers exemples de végétation terrestre dans le cadre du grand voyage évolutif des ancêtres des algues vertes aquatiques aux angiospermes) par Lucas Busta et al. était que «dans l'ensemble, la composition et la couverture de la cire sur Funaire hygrométrique étaient similaires à ceux rapportés pour certaines espèces de plantes vasculaires, ce qui suggère que les processus de biosynthèse sous-jacents chez les plantes des deux lignées ont été hérités d'un ancêtre commun. Un autre élément de preuve soutenant la vision évolutive des origines du règne végétal.

[Éd. – cet article me rappelle une question à poser à vos étudiants de premier cycle : Où trouveriez-vous la cuticule sur une plante ? On s'attendrait certainement à la réponse 'sur les parties aériennes'. Cependant, les étudiants les plus informés/les mieux lus pourraient fournir l'information qu'une cuticule peut également être trouvée dans les graines de certains angiospermes (!). Pour en savoir plus sur ce phénomène, l'article en libre accès de Julien De Giorgi et al. pourrait être un bon point de départ].

* Entre autres rôles. La cuticule protège également la plante d'autres manières (pour plus d'informations, voir des pages comme ceci.).

** Étant donné que les cuticules ne sont pas seulement des barrières à l'eau liquide, mais à la vapeur d'eau, ce sont aussi des barrières étanches aux gaz dans une large mesure. Ainsi, ils ne diminuent pas seulement la perte de vapeur d'eau d'une plante, mais réduisent également les échanges gazeux entre la plante et l'environnement extérieur. Si la perméabilité « à l'eau » augmente à des températures élevées, la perméabilité aux autres gaz ne pourrait-elle pas également augmenter ? Serait-ce une voie par laquelle les plantes dans ces habitats désertiques chauds obtiennent du CO2 supplémentaire de l'atmosphère, qui pourrait être utilisé pour la photosynthèse ? Serait-ce une autre façon ingénieuse pour les plantes de contourner les limitations de la photosynthèse lorsque les stomates sont fermés, mais lorsque la lumière est abondante… ?