Jardin botanique Meise



Les hydrophytes ou comment survivre dans l' eau

  • Où peut-on les voir dans le Jardin botanique:

    Les plantes aquatiques tropicales et subtropicales sont visibles dans les divers bassins du Palais des Plantes. C' est surtout dans la serre à Victoria qu' elles sont les plus nombreuses. L' on y voit également des palétuviers.
    Les plantes aquatiques de nos régions sont présentes dans les petits bassins de l' Herbetum. Sur le bord de l' étang de l' Orangerie pousse un grand cyprès chauve avec des racines respirtoires atteignant 1 m de haut.
    Les hydrophytes indigènes se développent le long du ruisseau qui traverse le Machoechel.
    Malheureusement, nous ne pouvons pas vous présenter d' algues; pour cela, il vous faudra aller jusqu' à la côte.

La jacinthe d' eau (Eichhornia crassipes)

L' eau est indispensable pour les plantes comme d' ailleurs pour tous les êtres vivants. Mais toutes les plantes n' ont pas besoin des mêmes quantités d' eau. Certaines comme les xérophytes possèdent des adaptations qui leur permettent de survivre dans des milieux très secs.
D' autres plantes se sont adaptées à vivre dans un milieu aquatique. Elles poussent sous l' eau, ou sur le bord des étangs, le long des rivières ou dans les océans. On les appelle des hydrop¡ytes. Elles survivent à une immersion partielle ou même complète. Certaines peuvent même survivre dans de faibles conditions de lumière ou avec des teneurs faibles en oxygène. Les hydrophytes sont adaptées à la profondeur de l' eau dans laquelle elles vivent, à sa teneur en éléments nutritifs et à la vitesse de l' écoulement de l' eau.
Les plantes des rives et des marais se développent avec leurs racines sous eau, elles sont dressées et leur plus grande partie est émergée. Les massettes (Typha) et le butome (Butomus umbellatus) en sont deux exemples. Elles peuvent supporter de courtes périodes de sécheresse. Les véritables plantes aquatiques vivent entièrement submergées. Elles peuvent aussi s' enraciner sur le fond de l' eau et former des feuilles et des fleurs qui s' épanouissent à la surface, comme par exemple les nénuphars (Nymphaea, Nuphar lutea). D' autres vivent entièrement sous l' eau et seules les fleurs atteignent la surface, comme chez l' élodée (Elodea) et la vallisnérie (Vallisneria). D' autres encore flottent librement à la surface de l' eau sans être enracinées, comme les lentilles d' eau (Lemna).
Seules quelques plantes à fleurs se sont adaptées à la vie dans l' eau salée. Dans les mers, ce sont surtout les algues qui dominent. A côté des algues macroscopiques qui peuvent atteindre de grandes dimensions, il y a aussi les algues microscopiques. Celles-ci flottent juste sous la surface de l' eau et forment le phytoplancton. Dans les eaux douces, on trouve également du phytoplancton ainsi que des algues macroscopiques. A ce dernier groupe appartient l' algue verte Chara de nos régions.
Certains arbres se sont également adaptés à la vie dans des milieux aquatiques. Sur les côtes tropicales se développent des mangroves formées surtout par Rhizophora et Avicennia. Dans les marais de Floride se développent des forêts de cyprès chauves (Taxodium). Dans nos régions, les aulnes (Alnus) et les saules (Salix) poussent dans les marais et les zones inondables des rivières.

Branchies et tubas
Les plantes ont besoin d' oxygène et de gaz carbonique. Au cours de la photosynthèse, elles transforment le gaz carbonique en sucres; la plante est autotrophe. L' oxygène est un sous-produit de la photosynthèse. Pour tous les autres processus vitaux, les plantes, tout comme les animaux, ont besoin d' oxygène. Dans l' obscurité, les plantes consomment de l' oxygène, par exemple lors de leur respiration. Les organes qui ne font pas de photosynthèse comme les racines, ont aussi besoin d' oxygène. L' eau contient beaucoup moins de gaz carbonique et d' oxygène que l' air. De plus, ces gaz circulent beaucoup moins vite dans l' eau que dans l' air. Pour avoir accès à ces gaz, les hydrophytes doivent résoudre un certain nombre de problèmes.
Tout comme les poissons, les hydrophytes ont développé des organes capables d' extraire les gaz de l' eau. Les feuilles submergées des hydrophytes ne sont pas recouvertes d' une couche de cire (cuticule) qui repousse l' eau, comme chez les plantes terrestres; leurs feuilles sont très minces, parfois constituées seulement de quelques couches de cellules, et elles sont souvent finement divisées. Comme les branchies des poissons, elles offrent une grande surface en comparaison avec leur volume. Ceci facilite l' extraction des gaz dissous dans l' eau. Ces feuilles sont parfaitement adaptées pour permettre aux plantes de respirer sous l' eau.
Souvent les hydrophytes possèdent deux types de feuilles, des feuilles submergées finement divisées et des feuilles flottantes aux formes normales. Chez ces feuilles flottantes, les stomates se trouvent à la face supérieure des feuilles, et non à la face inférieure comme c' est la cas chez la plupart des plantes terrestres. Ceci permet d' extraire les gaz de l' air.
La plupart des hydrophytes ont un tissu spécial dans leurs feuilles, tiges et racines. Ce tissu comprend de grandes cavités, on l' appelle aérenchyme. Les cavités de ce tissu permettent à l' air de circuler dans le corps de la plante. Le riz (Oryza) qui vit dans la boue des marais possède un aérenchyme bien développé dans ses racines; celles-ci reçoivent l' oxygène à partir des feuilles vertes de la plante.
La plupart des arbres des zones inondables, comme l' aulne (Alnus) par exemple, ont un aérenchyme dans leurs racines. Certains arbres ont même développé des "tubas". Le cyprès chauve (Taxodium) forme des racines respiratoires qui poussent à la verticale et qui émergent de la surface de l' eau. L' aérenchyme présent dans ces racines amène suffisamment d' air aux parties de l' arbre qui se trouvent dans la boue pauvre en oxygène. Les arbres de la mangrove tels que les Avicennia présentent également des racines respiratoires ou pneumatophores.

Photosynthèse sous toutes les couleurs
Toutes les plantes ont besoin de lumière pour leur photosynthèse. Mais la lumière est absorbée par l' eau; plus on va profondément dans l' eau, moins il y a de lumière. Bien que beaucoup d' hydrophytes puissant encore faire de la photosynthèse avec une faible intensité lumineuse, la profondeur à laquelle elles peuvent survivre est néanmoins limitée.
Chez les algues, on trouve des pigments qui leur permettent d' utiliser pour leur photosynthèse d' autres longueurs d' onde. C' est la raison pour laquelle les algues peuvent vivre à de plus grandes profondeurs que les plantes supérieures. Les algues vertes qui sont les plus proches des plantes supérieures, ne se rencontrent qu' en eau peu profonde. Les algues brunes peuvent vivre jusque 30 m de profondeur et les algues rouges, jusque 100 m sous la surface de l' eau.
Cette zonation peut s' observer facilement sur les digues de nos côtes, à marée basse. Les algues brunes poussent plus bas que les algues vertes. La Mer du Nord, trop froide, est pauvre en algues rouges.

Flotter à tout prix
Les vraies hydrophytes ont très peu de tissus de soutien. Elles sont immergées et soutenues par l' eau. Elles n' ont que peu de tissus conducteurs (xylème); en effet, toutes leurs parties sont en contact permanent avec l' eau.
Beaucoup d' hydrophytes sont flottantes. Certaines espèces forment des feuilles et des fleurs flottantes, d' autres flottent entièrement. Toutes les parties flottantes contiennent des cavités remplies d' air formant l' aérenchyme. C' est ainsi que la laitue d' eau (Pistia stratiotes) ainsi que les feuilles géantes des Victoria flottent grâce à leur aérenchyme. La face inférieure des feuilles de Victoria est soutenue par un réseau étendu de côtes et de ramifications transversales. Ces côtes contiennent l' aérenchyme. Ces feuilles peuvent atteindre un diamètre de 2 m et supporter un poids de 40 kg. Elles ont un rebord dressé qui protège la feuille de l' eau qui éclabousse. Remarquez que ce rebord est aussi muni d' une échancrure qui, lors d' une averse, permet à l' eau de s' écouler.
Souvent la surface des feuilles flottantes est hydrofuge. Ce revêtement peut être dû à une couche de cire comme chez le lotus (Nelumbo nucifera) ou à la présence de petits poils comme chez la laitue d' eau (Pistia stratiotes).
Chez certaines plantes, des organes peuvent être transformés en véritables flotteurs. C' est ainsi que les pétioles de la jacinthe d' eau (Eichhornia crassipes) et de la graminée flottante Hygroryza aristata sont gonflés d' air. Chez les algues brunes, des flotteurs formés sur le thalle permettent à la plante de flotter. De tels flotteurs se rencontrent chez le Fucus de nos côtes (Fucus vesiculosus).

L' eau courante
Le fait que l' eau courante contienne beaucoup d' oxygène dissous simplifie les échanges gazeux pour les plantes. Par contre, l' eau courante est aussi source de problèmes divers. Les feuilles et les tiges doivent pouvoir résister à de fortes tractions. La renoncule aquatique (Ranunculus fluitans) de nos rivières ardennaises montre les diverses adaptations que les plantes ont développé pour vivre dans les eaux courantes. Les tiges sont longues et flexibles, elles sont renforcées en certains endroits. Les feuilles sont longues et finement divisées. Les plantes ondulent souplement avec les mouvements de l' eau. Elles sont ancrées dans le sol grâce à de nombreuses racines adventives qui se développent aux noeuds. Les fleurs ne flottent pas mais sont dressées au-dessus de l' eau, portées par un pédoncule solide.
Sur les côtes tropicales, l' eau mise en mouvement par les marées pose d' autres problèmes aux arbres des mangroves. Ceux-ci développent un réseau étendu de racines, ce qui freine l' érosion du substrat. Grâce à leurs racines échasses en arc-boutant, les arbres s' étendent et agrandissent sans cesse leur domaine. Les graines des palétuviers (Rhizophora) germent sur la plante mère. Les plantules sont lourdes et en forme de lance. Lorsqu' elles tombent à marée basse, elles restent fichées dans la boue; elles ne seront donc pas emportées par la marée. Celles qui tombent à marée haute flottent et sont emportées plus loin; elles peuvent rester longtemps en vie.

Reproduction
Beaucoup d' hydrophytes se reproduisent de manière végétative. De petits morceaux de plantes peuvent continuer à grandir et se reproduire. L' exemple le mieux connu est celui de l' élodée du Canada (Elodea canadensis). Cette plante a été introduite en Europe dès le 19e siècle. Jamais on n' a vu d' exemplaires mâles, seules des fleurs femelles ont été observées. Il n' y a donc jamais eu formation de graines. La plante s' est répandue dans tout le continent de manière végétative. La laitue d' eau et la jacinthe d' eau forment des plantes-bébés. Leur reproduction végétative est si rapide que ces plantes peuvent envahir complètement les rivières et les fleuves et entraver la navigation. Les lentilles d' eau se reproduisent aussi de manière végétative.
Les fleurs de la plupart des hydrophytes sont pollinisées par les insectes. C' est la raison pour laquelle les fleurs sont portées bien au-dessus de la surface de l' eau. Quelques plantes seulement utilisent l' eau elle-même comme agent pollinisateur. Les fleurs mâles de la vallisnérie (Vallisneria spiralis) se détachent complètement de la plante. Elles viennent flotter à la surface de l' eau et s' y déplacent comme de petits bateaux. Les fleurs femelles restent attachées à la plante par leur pédoncule. Elles s' ouvrent juste à la surface de l' eau. Les fleurs mâles entrent en collision avec les fleurs femelles et libèrent ainsi leur pollen.
Un autre exemple de pollinisation par l' eau est fourni par les zostères (Zostera). Ces plantes à l' aspect de graminées sont voisines des potamots (Potamogeton). Les fleurs mâles libèrent des grains de pollen filiformes et torsadés qui restent complètement sous eau. Le mouvement de l' eau les amène à proximité des fleurs femelles. Celles-ci ont des stigmates allongés qui accrochent les grains de pollen torsadés.
Une pollinisation qui s' opère véritablement sous eau s' observe chez les cératophylles de nos régions (Ceratophyllum). Les fleurs tant mâles que femelles s' ouvrent sous eau. Les étamines se détachent des fleurs mâles et viennent flotter à la surface. Les anthères s' ouvrent et libèrent de petits nuages de pollen. Les grains de pollen sont emportés par les mouvements de l' eau et arrivent ainsi en contact avec les fleurs femelles. La fécondation donne un fruit, un petite noix plus lourde que l' eau et qui tombe au fond de l' eau où elle pourra germer. La cératophylle est une des rares plantes à fleurs dont le cycle de vie se déroule entièrement sous l' eau, c' est en quelque sorte l' équivalent botanique du dauphin.

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