- 1. Caractérisation et propriétés fondamentales des rythmes biologiques
- 2. Les rythmes animaux et l'adaptation de l'organisme au milieu
- 3. Les horloges biologiques et les mécanismes de l'organisation temporelle des animaux
- 4. Les rythmes biologiques chez les végétaux
- 5. Chronobiologie appliquée à la biologie humaine et à la médecine
- 6. Bibliographie
RYTHMES BIOLOGIQUES ou BIORYTHMES
Les rythmes biologiques chez les végétaux
Une approche concrète de la notion de rythme chez les végétaux nous est fournie par l'observation de structures périodiques dans lesquelles on voit la marque de processus répétitifs. Ces structures périodiques se rencontrent à tous les niveaux d'organisation. À l'échelle cellulaire et subcellulaire, il est commun d'observer la striation des amyloplastes, des parois cellulaires, des cuticules ou des bandes de Caspary dans les cellules de l'endoderme des racines. À l'échelle tissulaire, l'exemple le plus significatif est celui des cernes d'accroissement des arbres. Si l'on se place à l'échelle de la plante entière, la succession en alternance des nœuds et des entre-nœuds est le reflet du mode de fonctionnement rythmique du méristème apical de la tige.
Le fait qu'on puisse distinguer une striation ou une zonation est le signe de l'existence de gradients dans les dépôts formés. Dans un poil de coton, la striation observée est attribuée à un changement d'orientation des microfibrilles de cellulose qui se répète toutes les vingt-quatre heures pendant la durée d'élaboration de la paroi secondaire du poil, soit durant vingt-quatre jours. Un tel agencement des microfibrilles, qui suppose l'intervention du flux exocytaire et du cytosquelette (Robert et Roland, 1989), n'est pas propre au poil de coton. On l'observe aussi dans les cellules pierreuses de la poire, dans les tissus collenchymateux ou épidermiques ou encore dans les parois de cellules d'algues. La striation des amyloplastes est vraisemblablement liée à des différences dans la richesse en amylose et en amylopectine déposées entre le début et la fin de la journée.
Le même constat peut être fait au sujet de l'édification des cernes dans le bois des arbres. La zonation est apparente en raison de l'hétérogénéité des constituants du cerne. Au printemps, au moment de la reprise d'activité du cambium, les vaisseaux ou trachéides formés ont un diamètre très supérieur à ceux qui apparaissent plus tard. Un gradient décroissant s'établit entre ce qu'il est convenu d'appeler le bois initial et le bois final. Le même processus se répétant chaque année, une zonation concentrique s'établit, qui donne les cernes. Leur structure est suffisamment spécifique pour qu'elle constitue un critère d'identification des arbres à partir de coupes transversales dans le bois (C. Jacquiot et coll., 1973) en même temps qu'un marqueur temporel. On a montré, par ailleurs, que la largeur du cerne est tributaire de la quantité d'eau et de matières nutritives accumulées à la fin de l'été précédent et des conditions climatiques qui règnent au moment de son édification. Le cerne intègre donc un grand nombre d'informations, et la dendrochronologie (dont l'objet est d'analyser la structure des cernes) peut restituer ces informations. En confrontant les résultats à ceux qui sont fournis par les référentiels déjà élaborés, il devient possible de dater des bois ou des événements anciens, de retrouver les caractéristiques de climats passés ou encore de localiser dans le temps des événements physiologiques comme le dépérissement des arbres forestiers.
Si la relation espace-temps est bien établie dans les deux exemples qui viennent d'être analysés où l'on a vu se former des stries d'accroissement journalières et des cernes annuels, il n'en est pas toujours ainsi. La succession alternée de bandes vert clair et de bandes vert sombre le long des feuilles de certains Sansevieria, c'est-à-dire de zones pauvres et de zones plus riches en chlorophylle, est un autre exemple de structure périodique, mais, dans ce cas précis, il n'est pas évident que l'édification de chaque cycle se réalise sur une durée déterminée.[...]
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Écrit par
- Catherine BLAIS : maître de conférences à l'École normale supérieure
- René LAFONT : professeur des Universités
- Bernard MILLET : docteur ès sciences, professeur à l'université de Franche-Comté, Besançon
- Alain REINBERG : docteur ès sciences, docteur en médecine, ancien directeur de recherche au C.N.R.S., directeur de recherche de l'unité de chronobiologie de la fondation A. de Rothschild
Classification
Médias
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Rythmes circadiens en conditions de libre cours.
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