Le fonctionnement biologique des plantes succulentes : stockage hydrique et résilience

Les plantes succulentes, souvent désignées par le terme générique de « plantes grasses », constituent un groupe fascinant d'organismes adaptés aux conditions de sécheresse extrême. Comme on le retrouve dans son nom, une plante succulente stocke et transforme l’eau qu’elle reçoit, qui prend alors la forme de suc. Cette capacité à accumuler des réserves dans des tissus spécialisés leur permet de survivre là où d'autres végétaux périraient. Si le terme « plante grasse » est courant, il n'a aucune origine lipidique : il provient du latin crassus, qui signifie « épais », en référence à la consistance charnue de leurs tiges, feuilles ou racines.

Les mécanismes fondamentaux de la succulence

La propriété de succulence fait référence à la capacité qu'ont certaines plantes à constituer des réserves d’eau dans leurs tissus spécialisés, appelés parenchymes aquifères, afin de pouvoir supporter une longue période de stress hydrique. La majorité des plantes contiennent dans leurs tissus principaux 80 à 95 % d'eau. Lorsqu'elles se trouvent confrontées à des conditions de sécheresse et d'aridité extrêmes, dites conditions xériques, leur survie dépend essentiellement de leur aptitude à conserver une teneur en eau suffisante pour assurer l'ensemble des fonctions physiologiques.

L'accumulation de suc dans certains tissus spécialisés, les parenchymes aquifères, provoque le gonflement, ou turgescence, de la partie succulente de la plante (feuille, tige, racine). Ces cellules de parenchyme agissent en quelque sorte comme un réservoir d'eau pour les plantes succulentes. Les plantes succulentes contiennent également des cellules de mucilage qui sont épaisses et gluantes et qui aident à la rétention d'eau. Tout cela permet aux feuilles succulentes non seulement d'absorber l'eau mais aussi de retenir l'eau. Chez les espèces à feuilles succulentes, on trouve ce type biologique chez les agaves, les aloès, les Crassula, les Echeveria ou les Lithops. Chez les espèces à tiges succulentes, les tissus charnus sont situés dans les tiges, comme chez les Cactaceae et les Euphorbiaceae.

Stratégies d'adaptation aux milieux arides

Les plantes qui se développent sur des sols carencés en eau sont appelées des xérophytes ou plantes xérophiles. Un grand développement de l’appareil souterrain (racines), en profondeur ou latéralement, permet une bonne absorption de l’eau. Certaines plantes possèdent des racines descendant jusqu’à 50 mètres de profondeur pour puiser l’eau dans les nappes phréatiques. D’autres, des cactus par exemple, développent des racines à faible profondeur mais s’étendant sur une large superficie, ce qui leur permet de capter facilement l’eau des rares pluies.

D’autres moyens de lutter contre les pertes en eau par évapo-transpiration incluent le développement d’une abondante pilosité, la cutinisation (épaississement de l’épiderme) des feuilles, la réduction de la surface foliaire et la protection des stomates enchâssés dans l’épiderme foliaire. Chez les cactus, les feuilles sont souvent absentes ou réduites à des épines, qui servent à protéger la plante des prédateurs et à briser le flux d'air pour réduire l'évaporation. De plus, les épines sont capables de recueillir la rosée dans des situations matinales humides, qui sera alors lâchée vers les racines.

Le métabolisme acide crassulacéen (CAM)

Le métabolisme CAM permet aux plantes de survivre dans les déserts en fixant le CO2 la nuit et en le transformant en sucres le jour. Contrairement à la plupart des plantes qui fixent le carbone uniquement pendant la journée, les plantes CAM profitent de la fraîcheur nocturne pour ouvrir leurs stomates. Le jour venu, lorsque la chaleur et la sécheresse menacent, les stomates se ferment. L'acide malique, principal produit de la fixation nocturne du CO2, s'accumule ainsi en grande quantité dans ces vacuoles, ce qui explique le goût parfois acidulé des plantes grasses.

Cette flexibilité métabolique exceptionnelle est un atout majeur pour leur survie. En été, lorsque les sols s'assèchent et que la salinité augmente, un changement rapide s'opère au niveau de l'expression des gènes et des enzymes. Contrairement aux plantes C4 qui séparent la fixation du CO2 de son utilisation dans l'espace, les plantes CAM opèrent une séparation temporelle.

Diversité morphologique et familles botaniques

Les plantes succulentes regroupent les cactus, famille des Cactaceae, et bien d’autres plantes de diverses familles : Euphorbiaceae, Apocynaceae, Crassulaceae, etc. Un cactus est une plante vivace, de taille variable, dont les tiges sont succulentes, chlorophylliennes et recouvertes de côtes ou de tubercules. La plupart des cactus sont pourvus d’épines prenant naissance sur des coussinets plus ou moins duveteux appelés aréoles, qui peuvent être considérées comme des rameaux latéraux atrophiés.

Les espèces caudiciformes sont caractérisées par un organe de stockage situé souvent à la base de la plante et qui correspond à la racine, à la tige ou aux deux à la fois. Les plantes à caudex sont de taille variable : ce sont des arbres, comme les baobabs, ou des plantes de taille moyenne à petite, comme les Adenium et Pachypodium.

Défense chimique et protection

Outre les mécanismes de défense physiques, les plantes ont également une ligne de défense secondaire qui relève de la protection de défense chimique. Le latex est un liquide semblable au lait qui est sécrété après que les tissus végétaux ont été détruits ou endommagés. Il est stocké dans les cellules laticifères. Le latex produit à partir de plantes peut fournir une protection défensive contre les insectes herbivores et les agents pathogènes. Le latex est collant et peut coller les pièces buccales et gêner le mouvement des herbivores tout en désactivant leurs organes sensoriels. Chimiquement, le latex est composé d'une variété de protéines et de produits spécialisés tels que les terpénoïdes et les alcaloïdes qui servent à être toxiques contre les insectes et les micro-organismes pathogènes.

Culture et entretien : une approche rigoureuse

L'entretien des succulentes repose sur la compréhension de leur physiologie. La règle d'or est de respecter le cycle de dormance. Il faut arroser régulièrement pendant la saison de végétation, de mars à octobre, en mouillant bien la motte, en veillant bien à laisser la terre de surface sécher entre deux arrosages. Pendant l’hiver, si les plantes sont en appartement, il convient d’arroser légèrement tous les quinze jours, en ne mouillant jamais la motte.

Le mélange de terreau doit être bien poreux pour ne pas retenir l’eau trop longtemps : un tiers de mélange de terreau de feuilles bien décomposées et de terre végétale, un tiers de sable de rivière, un tiers de gravier de quartz ou pouzzolane. Les plantes grasses sont des plantes qui ont naturellement besoin d'une grande quantité de lumière pour s'épanouir normalement et harmonieusement. En l'absence d'une source lumineuse suffisante, leurs tiges auront tendance à s'étioler, leurs branches à devenir retombantes et leur couleur perdra de leur éclat. Enfin, il est primordial que le contenant possède des ouvertures dans sa partie inférieure pour laisser l'eau s'échapper, les pots en terre cuite étant idéaux à cause de leur porosité.

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