La respiration chez les plantes

Avec quels organes les plantes respirent-elles ?

Les plantes respirent (plus largement, assurent les échanges gazeux avec l'air ambiant) grâce à des orifices situés à la face inférieure des feuilles (voire également à la face supérieure), appelés stomates. Ces stomates ont la faculté de s'ouvrir plus ou moins, afin de réguler la vitesse des échanges gazeux, sous l'influence de la lumière (plus de lumière : ouverture plus large des stomates) et de la sécheresse (stress hydrique : fermeture des stomates). Cependant, les stomates ne sont jamais totalement fermés et les échanges gazeux ne sont jamais inexistants.

Si les feuilles sont les principaux organes par lesquels a lieu la respiration, elles ne sont pas les seules à assurer cette fonction. La respiration se fait également par les tiges herbacées (munies elles aussi de stomates), par les tiges lignifiées (les orifices respiratoires sont alors appelés lenticelles : ils sont bien visibles sur l'écorce du sureau noir, des cerisiers, du bouleau...), par les racines (porteuses elles aussi de lenticelles), voire les fruits (les pommes et les poires par exemple portent par exemple des "rugosités" (équivalent des lenticelles pour les fruits).

Même sans feuilles, en hiver, les arbres peuvent donc respirer

C'est grâce à cette respiration par les lenticelles de l'écorce et des racines que les arbres à feuillage caduc peuvent respirer durant l'hiver, lorsque les feuilles sont tombées (de même pour les plantes vivaces dont les parties aériennes disparaissent en hiver).

Sol détrempé ou tassé : pas d'air, pas de respiration

C'est aussi parce que les racines assurent une partie de la respiration qu'un sol gorgé d'eau (dans lequel il n'y a donc pas d'air) est néfaste aux plantes qui ne sont pas adaptées aux zones humides. De même, la plupart des plantes ont besoin d'un sol aéré : dans un sol tassé ou compacté, les micro-espaces susceptibles de contenir de l'air sont absents et les racines ne peuvent pas assurer les échanges gazeux par leurs lenticelles.

Respiration et photosynthèse, deux phénomènes simultanés

La respiration et la photosynthèse sont deux phénomènes qui ont lieu simultanément, et faisant intervenir les mêmes gaz, mais dans des "sens" opposés :

• la respiration correspond à une absorption d'oxygène (O2) par la plante et à un rejet de dioxyde de carbone (CO2),
• la photosynthèse engendre une absorption de dioxyde de carbone par la plante et un dégagement d'oxygène dans l'atmosphère (ainsi que la synthèse de sucre).

On a coutume de dire des plantes qu'elles respirent (et donc absorbent l'oxygène) durant la nuit et assurent la photosynthèse (et donc rejettent de l'oxygène) le jour. En réalité, la respiration a lieu jour et nuit (la photosynthèse, elle, n'a lieu qu'en présence de lumière), mais en journée, les échanges gazeux dus à la photosynthèse masquent ceux dus à la respiration, qui sont nettement moins importants en terme de volume.

Comment l'oxygène et le CO2 se déplacent-ils dans les tissus végétaux ?

Les plantes étant démunies d'appareil respiratoire et circulatoire, les gaz diffusent dans les tissus de manière passive : c'est uniquement le gradient de pression (=différences de pressions d'un point à un autre) qui est responsable du déplacement de l'oxygène et du CO2.

La diffusion de l'oxygène dans la plante est donc lente, d'abord sous les stomates puis entre les cellules du parenchyme chlorophyllien, jusque dans les vaisseaux du phloème, conducteurs de sève élaborée destinée à alimenter l'ensemble de la plante, depuis les feuilles jusqu'aux racines. Cette sève élaborée, ou sève descendante, s'enrichit donc dans les feuilles en sucres produits par la photosynthèse et en oxygène acquis par la respiration.

A noter que cette diffusion des gaz est aussi assez limitée car l'oxygène et le dioxyde de carbone sont peu solubles en milieu aqueux (donc dans la sève, mais aussi à l'intérieur des cellules) : les plantes n'ont pas, contrairement à nous, de cellules sanguines spécialisées dans le transport d'oxygène (les hématies) !