Régulation de l'hydrotranspiration

Les stomates régulent la transpiration

Les stomates sont des ouvertures qui régulent la circulation des gaz. Ils sont impliqués dans deux mécanismes principaux :

• la [[biologie/biochimie/métabolisme/photosynthèse/photosynthèse|photosynthèse]] en régulant les échanges gazeux.
• la montée des minéraux.

Ils doivent permettre d'équilibrer les besoins en eau avec ceux de la photosynthèse.

Hydathode stomate aquifère. 

L'importante surface et le faible volume des feuilles facilitent les échanges gazeux de la photosynthèse (libérer du \(O_2\) et absorber du \(CO_2\)). Les importants besoins en eau sont une conséquence des échanges gazeux. Il représente 95% de l'eau est perdue par la plante.

Note

La transpiration a un effet de refroidissement qui permet d'éviter la dénaturation de protéines.

Structure et fonctionnement des stomates

Un stomate est formé de deux cellules de gardes donnant dans une chambre sous stomatique. La paroi du côté de l'ostiole est plus épaisse. Elle est reliée à celle parallèle par des microfibrilles qui confère lui une structure rigide.

Les stomates possèdent des chloroplastes contrairement aux cellules annexes.

Le nombre, la taille et les caractéristiques des stomates dépendent de :

• de l'espèces.
• des conditions de vie.

En moyenne, la densité des stomates est de \(20 000\ cm^{-2}\).

Note

La densité de stomates semble avoir diminuée depuis que la quantité de \(CO_2\) dans l'atmosphère augmente.

Il existe 2 grands types de stomates :

• Eudicotylédone.
• Stomates en T chez les graminées (Monocotylédone).

L'ouverture ou la fermeture dépend de la pression osmotique. Le stomate s'ouvre lorsque la cellule devient turgescente.

L'entrée d'eau est créée notamment par l'augmentation de la concentration de \(K^+\) dans le cytosol :

1. la sortie \(H^+\) modifie le potentiel d'équilibre de \(K^+\).
2. le \(K^+\) entre dans la cellule.

Note

D'autres molécules sont également utilisées pour réguler l'osmose comme l'entrée du \(Cl^-\) par des transporteurs symport avec \(H^+\) ou l'entrée de hexoses dans la vacuole.

Régulation de l'ouverture et de la fermeture des stomates

La régulation de l'ouverture et de la fermeture des stomates dépend de plusieurs facteurs :

• la lumière par l'intermédiaire de récepteurs sensibles à la lumière bleue.
• les horloges circadiennes.
• la température.
• le taux de \(CO_2\).

Note

Des stress environnementaux peuvent induire une fermeture des stomates.

Par exemple, en cas de manque d'eau, les cellules de la racine sécrètent une hormone de stress appelée l'acide abscissique. Elle rejoint les stomates en passant par le xylème et déclenche une voie de signalisation impliquant des canaux calciques. L'entrée de \(Ca^{2+}\) déclenche l'arrêt des pompes à protons et la sortie de \(K^+\) des cellules de garde.

Adaptation au stress hydrique

Certaines plantes ont un métabolisme particulier appelé métabolisme d'acide des Crassulacées (CAM). Elles ouvrent leurs stomates la nuit et emmagasinent le \(CO_2\) sous forme d'acide organique qu'elles utilisent la journée pour la photosynthèse. Elles évitent ainsi la perte d'eau lorsqu'il fait trop chaud.