Réponses des consultants scientifiques : Vie végétale
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Vie végétale

Document "La main à la pâte"  
Isabelle Catala map@inrp.fr
INRP 29 rue d'Ulm, 75005 Paris Paris
Publication : novembre 1997 Mise en ligne : avril 1998

Sommaire:

24/04/98 : Expériences : l'eau et la plante
02/10/98 : Commencer un jardin
23/10/98 : Comment les arbres font-ils pour respirer quand ils n'ont plus leurs feuilles?
25/01/99 : Couleur des fruits et des fleurs
27/02/99 : Concepts fondamentaux en biologie végétale
04/03/99 : Que se passerait-il si un nuage noir entourait la Terre ?
23/03/99 : Comment les plantes s'adaptent à la sécheresse?
20/09/99 : Les pigments des végétaux
20/09/99 : Bouturage et hybridation
23/09/99 : Mortes ou vivantes ?
03/03/00 :
Les graines du radis
07/04/00 La croissance des lentilles
22/04/2000
Rôle et fonctionnement des racines - géotropisme 
13/05/2000 La souffrance des plantes 

Expériences : l'eau et la plante
24/04/98,
Laurence Tabard, enseignante, eco.sylvain@parabole.mairie-felletin.fr

Objet : Expériences : l'eau et la plante

Au cours d'une sortie en forêt et de travaux sur les végétaux et la dissémination des graines, les enfants ont constaté que l'eau était un facteur important pour le devenir de la plante. Différentes questions ont été posées et vos idées et suggestions nous seraient très utiles.

- Question 1: Quelle est la quantité d'eau la plus favorable à la germination des graines?
Les enfants doivent imaginer un dispositif pour lequel la température et la lumière n'entrent pas en jeu. Seule la quantité d'eau versée doit varier d'un pot à l'autre. L'expérience est réalisée avec des graines d'espèces différentes et les pots marqués. Une mesure est choisie par les élèves. L'expérience est représentée par le dessin et les résultats consignés sur un tableau (fréquence des arrosages, quantité utilisée).

- Question 2 : Que devient l'eau d'arrosage des plantes?
Les plantes absorbent-elles de l'eau?
Les enfants doivent tenir compte de plusieurs éléments: supprimer la terre, utiliser une plante avec ou sans racines, évacuer toute possibilité d'évaporation. Il faut penser à faire un montage témoin.

- Que devient l'eau absorbée?
Formuler des hypothèses: L'eau est-elle rejetée par la plante?
Comment le vérifier? L'expérience la plus appropriée est de fermer la plante dans un sac en plastique et de voir s'il y a eu rejet d'eau.
Observations et conclusion.

Voici les expériences que je pense mener dans l'immédiat. Merci de me communiquer celles que vous avez pu faire dans votre classe au niveau CE1et CE2.

Réponse de Jean-François Monard, scientifique

Le problème physiologique de l'eau dans le monde végétal, comme dans le monde animal est très important. Pour les enfants, il me semble qu'il faut retenir que: - l'eau(entre autres) permet à la graine de germer (élément de la reproduction en vie ralentie, passe en vie active)- pour les plantes, l'eau n'est pas un " aliment " (comme on l'a cru longtemps) (l'aliment, c'est le carbone de l'air). L'eau est nécessaire à sa croissance, à sa vie (mais pas suffisante).

A) Ce qui est important pour la germination : l'eau doit être régulièrement disponible, en quantité suffisante, dans le substrat de culture (coton sable terreau...). Il est très difficile de faire varier progressivement ce facteur (tout ou rien). Par contre, à humidité constante, on peut faire varier la température : choisir une ou plusieurs sortes de graines (des grosses!)(haricot féverole...) et un substrat (coton, papier filtre).
-1 lot non humidifié, température de la classe (20° C)
-1 lot humidifié, température de la classe (20° C) 
-1 lot humidifié, basse température (bas du frigo).

B) Absorption,transport, transpiration.
L'eau et la plante. Rôle de l'eau dans la vie d'une plante. Avec une plante " sensible" (type haricot) :
- 1 lot arrosé régulièrement tous les jours,
- 1 lot jamais arrosé. A comparer avec une plante plus résistante à la sécheresse (romarin lavande...).
Rôle des racines dans l'absorption de l'eau. Des haricots déterrés dont on lave les racines sont placés dans un récipient transparent rempli d'eau (étanchéité au niveau de la tige) :
- lot 1 témoin avec racines,
- lot 2 sans racines d'où mesure de la consommation d'eau par repère du niveau de l'eau, par pesée chaque jour.
Mise en évidence de la transpiration : envelopper les parties aériennes avec un pastique transparent, faire observer les gouttelettes sur les parois, faire goûter aux enfants, c'est de l'eau ! c'est la transpiration. Mesurer transpiration avec une branche de Lilas :
- lot 1 témoin sans racines,
- lot 2 branche de lilas sans feuille (sans racines),
- lot 3 branche de romarin.
D'où mesure quantitative par pesée : moins de feuilles, moins de transpiration. Feuilles adaptées à la sécheresse, moins de transpiration. Éventuellement, avec microscope (x100) ou diapo du commerce voir les stomates d'une feuille de tulipe?

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Commencer un jardin
02/10/98, André Salaün, enseignant, clasconde@aol.com
Nous désirons commencer un jardin.Quels sont les végétaux présentant un intérêt particulier pour en faire un lieu d'expérience et d'apprentissage en biologie? Quels acquis raisonnablement réalisables peut-on espérer?

Réponse de Béatrice Salviat, didacticienne en biologie

Pour commencer un jardin, il est utile de s'entourer de personnes compétentes en ce domaine: si vous habitez une zone urbaine, pensez à consulter les services municipaux des parcs et jardins (souvent prêts à vous offrir des plantes, des engrais ou parfois même les services d'un employé municipal, pour labourer, arroser par exemple); si votre école se
trouve en zone rurale, demandez l'aide de parents d'élèves ou de grands-parents habitués à jardiner (ils connaissent le calendrier des cultures qui réussissent localement). Une telle démarche est dans l'esprit "La main à la pâte" puisqu'elle permet de rattacher les activités faites à l'école aux pratiques de la société environnante.

Les acquis à construire du point de vue biologique sont multiples. Il est possible d'étudier :

1) la reproduction des végétaux ( Est-ce que les plantes se reproduisent toutes de la même façon? Comment se fait la reproduction sexuée: cycle de la graine à la graine? Comment mettre en place divers modes de reproduction non sexuée: boutures diverses, marcottage, divisions ... ?)
2) leur nutrition (Quels sont les besoins en eau, en engrais, lumière, température...?)
3) et aussi les relations qu'elles entretiennent entre elles et avec leur milieu (Pourquoi certaines plantes doivent-elles rester en serre? Qu'est-ce qui se passe quand les plantes sont très nombreuses sur une petite surface? Quelles expériences imaginer pour étudier l'influence de la densité de plantation?). N'hésitez pas non plus à vous procurer des manuels ou des revues de jardinage, par exemple l'Encyclopédie du Bon Jardinier édité par La Maison Rustique, rue Jacob, Paris. Tout scientifique, même en herbe, doit être capable de se documenter, de consulter des ressources bibliographiques. Les
fiches jardinage gratuites de Castorama ou les instructions figurant au dos des sachets de semences sont intéressantes à consulter aussi. Des enseignants ont aussi fait éditer des "jardifiches".

Voici maintenant quelques indications concernant le choix des plantes à cultiver, en fonction de divers objectifs. Pour observer le cycle de la graine à la graine, le petit pois peut être semé en plein air en mars: les variétés précoces donnent des fruits 100 jours environ après le semis (exemples de variétés : Petit provençal ou Nain très hâtif d'Annonay). Pour étudier la reproduction non sexuée : bulbes de tulipes, jacinthes, narcisses à mettre en terre en octobre, drageonnage en novembre du framboisier, marcottage en avril sur le groseillier, divisions de touffes en novembre sur le millepertuis, stolonisation du fraisier dès le printemps ...
Pour étudier le rôle des engrais, planter en avril des tubercules de pomme de terre; sur quelques pieds, apporter 150 unités de potasse, sur un autre lot, seulement 50 et pas du tout sur un troisième lot; sur un quatrième lot, ajouter 100 unités d'azote; il est aussi possible de combiner les apports de différents engrais. A l'arrachage, en juin, on compare la production des différents lots de pommes de terre. Les idées ne manquent pas pour expérimenter dans un jardin. Il suffit de s'y mettre avec courage! Selon le classique adage de Voltaire, la récolte promet d'être abondante aussi sur le plan intellectuel. Bon jardinage!


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Comment les arbres font-ils pour respirer quand ils n'ont plus leurs feuilles?
23/10/98, Claude Lance, enseignante, cycle 2, Paul.Fort.64@wanadoo.fr

Comment les arbres font-ils pour respirer quand ils n'ont plus leurs feuilles?

Réponse de Guy Simonin, scientifique
Quand les arbres ont perdu leurs feuilles, ils entrent dans une phase de vie ralentie (sauf au niveau des bourgeons) qui durera jusqu'à la réapparition des nouvelles feuilles. Néanmoins, toutes les cellules vivantes des tissus de l'arbre continuent à respirer, que ce soit au niveau des racines ou des tissus conducteurs du tronc et des branches, ou des bourgeons, par exemple.
    Cette respiration est assurée par simple diffusion des gaz respiratoires à travers les tissus servant d'interface entre l'intérieur et l'extérieur de l'arbre : écorce, écailles des bourgeons... comme cela se passe déjà dans la période où l'arbre possède des feuilles, d'ailleurs.
    Ces échanges même faibles , doivent pouvoir se faire durant la mauvaise période, sans quoi l'arbre pourrait mourir. Par exemple un terrain inondé peut asphyxier les racines, ou un revêtement plastique sur le tronc peut abîmer les cellules vivantes du cambium (assurant la croissance en épaisseur) et les vaisseaux conducteurs de sève élaborée (sucrée, en provenance des feuilles).
    Enfin, l'intensité respiratoire dépend de la température. Lorsqu'il y a un redoux en plein hiver, elle peut atteindre un niveau important, trop élevé pour un sol gorgé d'eau par exemple. L'hiver et surtout le printemps pourraient être à l'origine de dégâts par asphyxie(sans parler du gel), souvent réparés à la belle saison.

Bravo pour la question !!
Guy Simonin

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La couleur des fruits et des fleurs
25/01/98, Marie-Cécile Orta, enseignante, cycle 1, Espagne,  lfv@arrakis.es

Pourquoi les fruits ont-ils la peau ou la pulpe de différentes couleurs ?
Spécialement dans la famille des agrumes, pourquoi les citrons sont-ils jaunes et les oranges oranges ?
Pourquoi la peau des pamplemousses roses est-elle jaune et la pulpe rose ?
Qu'est-ce qui intervient dans la coloration ?
Comment répondre simplement à des enfants de 5-6ans ?
La réponse est-elle identique pour les fleurs ?

Réponse de Guy Simonin, scientifique
Ce sont les pigments végétaux qui leur donnent leur couleur. Souvent il y a en même temps plusieurs types de pigments de différentes couleurs qui coexistent dans une même plante, dans un même organe, dans une même feuille. Par exemple la différence de couleur entre deux types de pamplemousses, ou entre le citron et l’orange provient le plus souvent d'un pourcentage différent de mélange de pigments jaunes oranges et rouges, essentiellement des carotènes et des xanthophènes..

Pour montrer ce phénomène à des élèves de 5 à 6 ans, on peut partir des observations faites à l'automne lorsque les feuilles changent de couleur. Certaines feuilles passent progressivement du vert au jaune, d'autre du vert à l'orangé et au brun. On peut d'ailleurs remarquer que ce sont les feuilles situées en haut l'arbre qui souvent ont les tons les plus rouges. Il s'agit en fait d'une adaptation, les pigments rouges permettant de protéger les structures vivantes des feuilles les plus exposées.

Une autre expérience peut être proposée: en mélangeant des colorants alimentaires, grenadine menthe ou citron, le mélange cache l'existence de certains des colorants, comme dans le cas des feuilles.

Les élèves peuvent collecter des feuilles dont le changement de couleur est progressif, et faire une fresque allant des feuilles vertes aux jaunes ou aux brunes. La feuille de vigne ou celle d’érables sont particulièrement intéressantes pour cette activité.

Il est important de sensibiliser les enfants sur le rôle des pigments: les pigments verts, les chlorophylles, servent à la photosynthèse c'est-à-dire à la fabrication de matière grâce à l'énergie du soleil.

Tous les autres pigments participent de près ou de loin à d'autres fonctions dans la plante comme par exemple l’attraction des pollinisateurs pour les fleurs et l’attirance des disséminateurs pour les fruits.

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Les concepts fondamentaux en biologie végétale
27/02/99, Thierry Hazard, enseignant, cycle 2, Compiègne
Mes élèves de CE1 ont fait pousser des jacinthes en vase et des graines en pots. En ce qui concerne les graines, ils ont également procédé à des expérimentations pour déterminer certains facteurs influençant la croissance. Ils ont maintenant une bonne habitude de la démarche scientifique. Cependant, je n'arrive pas à aller au delà de la simple constatation des résultats pour les faire aller plus avant dans la structuration des concepts.
Voici mes questions :
1. Quels sont les concepts fondamentaux que l'on peut aborder lorsque l'on fait pousser des plantes ?
2. Existe-t-il des ouvrages qui pourraient m'aider à trouver un chemin partant des découvertes ponctuelles des élèves et allant jusqu'à ces concepts fondamentaux ?

Réponse de Dominique Andurand, scientifique

Les concepts fondamentaux concernant la croissance des plantes sont :
*d'une part que la plante ne peut grandir qu'en présence d'eau;
*d'autre part que la croissance de la plante va dépendre de la température;
*d'autre part qu'elle va trouver ses nutriments, soit dans ces propres réserves (cas du bulbe) soit dans sa terre nourricière (cas de la graine, qui une fois qu'elle a épuisé ses maigres réserves va utiliser les éléments minéraux du sol, véhiculés, via la sève brute, grâce à l'absorption de l'eau par les racines).
*d'autre part que sa croissance nécessite la présence de lumière (photosynthèse)
*et enfin, comme on le voit dans l'expérience, elle va avoir besoin d'un support pour se fixer (terre) par l'intermédaire de ses racines.
Je pense qu'au niveau d'enfants de CE1, on ne peut aller beaucoup plus loin, au niveau des concepts.
Je n'ai pas en tête le titre de livres à conseiller.
J'espère ne rien avoir oublié...

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Que se passerait-il si un nuage noir entourait la Terre
04/03/99, Patrick Goichon, enseignant, cycle 3, Vienne, clas1-neuville-ferry@cg86.fr

Avec des élèves de CM1, nous sommes en train d'écrire un livre dans lequel la découverte d'un scarabée vert déclenche une malédiction : un énorme nuage noir recouvre la Terre !
Nous savons déjà un peu ce qui se passerait si ça arrivait en réalité : sans lumière les plantes ne pourraient plus se développer, les animaux qui se nourrissent des plantes disparaîtraient, et les hommes qui se nourrissent des plantes et des animaux seraient bien ennuyés !
Nous aimerions en savoir plus pour que notre histoire soit plus vraie. Alors si vous pouviez nous donner des précisions sur ce qui pourrait se passer réellement si la Terre était entourée d'un gros nuage noir, ça nous aiderait bien.

Les enfants ont expérimenté en sciences pour vérifier une hypothèse qu'ils avaient émise : les plantes ont besoin de lumière pour se développer.

Réponse de Jean-François Castell, scientifique
Votre raisonnement est juste : pour vivre et se développer, les plantes ont besoin de lumière.

Mais il existe d'autres conséquences, tout aussi inquiétantes. Il se trouve qu'un tel scénario a déjà été imaginé par des météorologistes et des climatologues, ainsi que par le célèbre astrophysicien Carl Sagan, à l'époque où la course aux armements nucléaires était à son apogée (fin des années 70), et où l'on s'interrogeait sur les conséquences possibles d'une série d'explosions atomiques pour notre planète.

Parmi ces conséquences, on sait maintenant que la surface du globe pourrait être recouverte par un immense nuage noir, ce qui rejoint votre scénario. Dans ce cas, les conséquences prévisibles sont voisines de celles que vous avez énoncées, mais vous en avez oublié deux, d'ordre climatique :

1. Si la terre est couverte d'un immense nuage, le rayonnement solaire reçu à la surface du globe sera très faible. Si la surface ne reçoit plus autant d'énergie qu'actuellement, sa température va donc probablement diminuer (il suffit de se mettre au soleil, sur une plage pour comprendre que le rayonnement solaire est un apport d'énergie
considérable). En conséquence, la température de l'air au-dessus de la surface terrestre va également diminuer. On estime qu'avec un tel nuage au-dessus de nos têtes, les températures de l'air seraient toute l'année comparables à celles du mois de décembre. C'est pourquoi on appelle cette hypothèse "l'hiver nucléaire".

2. Si le rayonnement solaire est très faible, l'eau présente à la surface de la terre ne peut plus s'évaporer (C'est le soleil qui fournit l'essentiel de l'énergie nécessaire pour faire évaporer l'eau des océans, des lacs ainsi que l'eau présente dans les plantes). Si cette évaporation est réduite, le cycle de l'eau sera fortement perturbé, et il est probable que les pluies seront beaucoup moins abondantes qu'actuellement.

En conclusion, si un gros nuage noir recouvrait la Terre, il ferait nuit, très froid, il ne pleuvrait plus, et vous avez déjà compris qu'il n'y aurait plus rien à manger !

J'espère que votre histoire se finira bien, et que la malédiction du scarabée vert sera bien vite conjurée (j'ai horreur des histoires qui finissent mal !)

Pour en savoir plus, je vous conseille de lire l'article de A. Robock "Scénario de notre dernier hiver", disponible sur Internet à l'adresse suivante :
http://www.edicom.ch/temps/ts80/hiver2.html
Enfin, pour les adultes, je conseille "Le froid et les ténèbres", de Carl Sagan.


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Les plantes et la sécheresse
23/03/99, Monsieur Handane, enseignant

Comment les plantes s'adaptent à la sécheresse?

Réponse de Guy Simonin, scientifique
Certaines plantes sont mieux adaptées que d'autres pour résister à la sécheresse:

Oeil.gif (620 octets)celles qui n'ont pas de stomates sur la face supérieure de leurs feuilles, et qui présentent une cuticule cireuse épaisse :cela leur évite une évapotranspiration intense sur les faces exposées directement au soleil,
Oeil.gif (620 octets)celles qui ont un minimum de surface foliaire (exemple feuilles épineuses, cactus ...),
Oeil.gif (620 octets)un ensemble de plantes appartenant au groupe des Monocotylédones, comme le maïs, la canne à sucre ... possède un métabolisme particulièrement adapté à de fortes luminosités.

Propositions d'activités
- Montrer d'abord que les plantes évaporent de l’eau (en plaçant un sac plastique transparent autour d'une plantes mises au soleil, par exemple)

- Observer et comparer les faces supérieures et inférieures de feuilles, grâce à une observation microscopique qui est réalisée avec un petit appareil peu coûteux, microscope de poche grossissant 40 ou 100 fois (90 francs dans les magasins " Nature et découvertes ")

- Réaliser des expériences permettant de comparer le comportement de quelques plantes courantes dans des conditions plus ou moins fortes de sécheresse (germinations, puis un arrosage par semaine ou par quinzaine..)

- Des observations dans la nature peuvent également enrichir la démarche: rechercher dans un bois ou dans une prairie les endroits les plus exposés aux rayonnements solaires et à la sécheresse, et noter les particularités des plantes qui y vivent.

- Comparer les feuilles d’un arbre situées en haut et celles situées en-dessous (souvent plus coriaces, plus riches en pigments)

- Comparer les plantes vivant au bord de l'eau de celles vivant sur un talus sec ...

- On peut enfin réaliser un jardin d'école, dans lequel les conditions de sécheresse sont variables d'un endroit à l'autre du jardin (une rocaille et un petit bassin ...)

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Les pigments des végétaux
20/09/99, Jean-François Ortemann, enseignant, cycle 3, école d'Areines, Loir-et-Cher, XOrtemann@aol.com

Nous avons récupéré des couleurs à partir des pigments végétaux en les mélangeant à l'eau et les broyant (cela marche pour les géraniums , feuilles de menthe ) par quels autres procédés peut-on extraire les couleurs?
Pour extraire les parfums , j'ai lu qu'un bain d'alcool marchait pourquoi, et y-a-t-il d'autres procédés?

Réponse de Guy Simonin, scientifique
Les couleurs des végétaux sont produites par de grosses molécules comme les chlorophylles vertes, les xanthophylles jaunes ou les carotènes oranges. Ces molécules ne sont pas très solubles dans l'eau, mais dans des solvants organiques souvent présents dans la composition des détachants de vêtements (K2R , trichloréthylène, essence de térébenthine...). Les solvants organiques sont souvent dangereux à utiliser en classe, car leurs vapeurs sont toxiques. Un des plus efficaces, le
benzène, est même totalement interdit en classe car cancérigène. Des solvants plus doux existent, comme l'alcool. Le procédé le plus facile à mettre en œuvre consiste à broyer l'organe coloré (feuille, pétale ...) et placer une tâche de couleur sur du papier buvard, puis tremper ce papier verticalement de façon à ce que la tâche soit juste au-dessus du niveau de
l'alcool, par exemple dans un verre. Par capillarité, la solution alcoolique va monter et entraîner avec elle des pigments plus ou moins rapidement selon leur solubilité et selon leur taille. Ainsi en écrasant des feuilles vertes et en plaçant sur un petit point de quelques millimètres de diamètre le jus de feuilles sur un buvard, on peut séparer des chlorophylles vertes et des xanthophylles jaunes et quelquefois des carotènes oranges.
Pour les parfums, les molécules responsables sont également très peu solubles dans l'eau et le sont davantage dans une solution alcoolique ou dans un solvant organique plus puissant (ex : lavande ou thym).

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Bouturage et hybridation
20/09/99, Jean-François Ortemann, enseignant, cycle 3, école d'Areines, Loir-et-Cher, XOrtemann@aol.com

Si on peut considérer qu'un bouturage est un clonage, pourriez-vous me donner des exemples de types d'hybridations naturelles ou réalisées par l'homme. Par quelles technologies simples et complexes peut-on réaliser des hybridations ?
L'hybridation naturelle ne s'opére-t'elle que par reproduction sexuée, pourquoi ?
Peut-on l'obtenir sous la forme de la multiplication végétative?

Réponse de Guy Simonin, scientifique
Le bouturage est en effet un clonage, puisque la bouture possède les mêmes caractéristiques génétiques que la plante mère dont elle est issue. L'hybridation (naturelle ou artificielle) correspond , elle, à un mélange de gènes différents. Les hybridations les plus courantes ne faisant pas intervenir la reproduction sexuée sont les greffes, car le greffon et le porte greffe sont des individus à caractéristiques différentes. La précaution élémentaire à respecter pour réussir une greffe est de choisir un porte greffe et un greffon appartenant à des espèces voisines (le plus souvent, on greffe entre eux des arbres Rosacées à pépins comme les pommiers ou poiriers, où des arbres à noyaux comme les prunes) ....
L'hybridation naturelle se produit quelquefois par pollinisation croisée entre 2 espèces. En général, cette pollinisation n'aboutit pas, la graine n'étant pas viable quand elle se forme. Exceptionnellement, toutefois, il peut exister des hybrides naturels (facteur d'évolution). Pour les hybridations artificielles, on procède ainsi : sur des plantes dont on a enlevé les parties mâles (étamines), on pollinise les stigmates par du pollen d'étamines d'une autre plante voisine, de la même espèce,
mais possédant des caractéristiques différentes (couleurs, forme...). Il est donc possible dans le cadre par exemple d'un projet de jardinage à l'école, de procéder à de telles pollinisations croisées, et, pourquoi pas, d'obtenir de nouvelles variétés inconnues jusqu'ici de fleurs ou de fruits !

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Mortes ou vivantes
23/09/99, Cécile Coulon, enseignante, cycle 3, école de Doudeauville, Paris XVIII, doudeauce2b@yahoo.com

Suite à une première séance d'observation du jardin de l'école, j'ai demandé à mes élèves d'observer un plant de radis (feuilles, tige, racine). Il s'agissait d'une plante provenant d'une botte de radis achetée chez le primeur. Un élève m'a demandé "Est-ce que ce radis est vivant ou mort ? Vu l'intérêt de la question (concept de vie chez un végétal), j'ai demandé à la classe comment nous pourrions le savoir. Ils ont proposé de le planter dans le jardin, de le mettre dans un verre d'eau. J'ai proposé de le mettre dans un sac plastique, car ils avaient observé en CE1 que les plantes "transpirent".
Ma question est maintenant de savoir si l'apparition de gouttelettes d'eau dans le sac prouve que cette plante était encore vivante au moment de l'observation.
Par avance merci.

Réponse de Jean-François Castell, scientifique
Hélas, la condensation de gouttelettes d'eau n'est pas une preuve suffisante : la diffusion de la vapeur d'eau à travers les épidermes est un phénomène souvent passif, qui peut continuer même après la mort de la plante (le séchage du foin en est un bon exemple). De même, j'ai observé sur des plants de thym tués par une forte sécheresse que l'eau du sol continuait à passer du sol vers les tissus conducteurs des plantes,et circulait jusqu'aux feuilles pour s'évaporer : cette circulation ne se fait que par des phénomènes purement physiques, au travers de tissus déjà morts (le xylème est constitué de cellules mortes, même chez des plantes vivantes), et peut donc se maintenir même si l'ensemble des tissus de la plante est mort.

Il est peu probable que vos radis soient morts, car il faut beaucoup de temps pour qu'une plante sortie de terre finisse par mourir. La façon la plus simple de vérifier si la plante est morte serait de vérifier qu'elle est capable de "récupérer" en la remettant en terre.

Réponse de Guy Simonin, scientifique
La réponse est très bonne. Je pense qu'il faut suggérer à la classe d'aller plus loin dans la distinction du vivant/ non vivant. Et / ou de tester la vitalité de radis soumis à des traitements les plus variés : radis entiers placés dans un sac plastique fermé de 1 à 10 jours par exemple, ou placés à des températures de 0 à 60 °C... La capacité du plant à reformer de nouvelles feuilles (puis une hampe florale) étant un indice de vitalité (un autre étant la non apparition de nécroses ou de pourriture sur la racine rouge tubérisée).

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Les graines du radis
03/03/2000
Question de Géraldine Thomas, accompagnatrice scientifique en Seine-St-Denis (93) gerathomas@aol.com
Où sont les graines sur la plante du radis ?

06/03/2000 Réponse de Guy Simonin
Les graines sont dans les fruits de cette crucifère particulière .
Plante annuelle, elle accumule des réserves dans sa racine qui constitue un organe de réserves, le radis comestible.
Une hampe florale va ensuite se développer en fin de saison, profitant des réserves stockées dans la racine.
Certaines plantes ayant aussi constitué des réserves, comme la carotte ou l'oignon, sont bisannuelles, la hampe florale ne pousse que le printemps suivant.
La graine de radis est l'une des graines courantes qui germe le plus vite et le plus facilement. De plus la germination présente un phototropisme remarquable (inclinaison perceptible en 5 à 6h)

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Croissance des lentilles
07/04/2000 Question de Thierry Chambon, enseignant de cycle 3 à l’école Batisto Bonnet dans le Gard,  BELLEGARDE.MAIRIE@wanadoo.fr
On a mis dans quatre barquettes du terreau et des lentilles. On les a arrosées avec de l'eau très froide, de l'eau tiède et de l'eau très chaude.
Avec l'eau très chaude, les lentilles ont très bien poussées. Pourquoi?
Par ailleurs, pourquoi les graines de lentille poussent-elles avec une tige blanche dans le noir ?

21/04/2000 Réponse de Guy Simonin
Le rôle de la chaleur : La germination des graines est un processus vivant, mettant en jeu des réactions biochimiques en chaîne  : des enzymes découpent l'amidon mis en réserve dans les cotylédons de la graine, d'autres enzymes oxydent les glucoses obtenus (c'est la respiration) et fournissent de l'énergie pour les autres réactions qui vont se produire dans la graine en train de germer. La synthèse de nombreuses molécules notamment la cellulose (enchaînement de glucoses en chaînes légèrement différentes, plus solides que celles de l'amidon) nécessite ainsi beaucoup d'énergie, celle-ci provenant aussi de la respiration de la graine.
Or toutes ces réactions ont une vitesse qui est proportionnelle à la chaleur fournie. Ainsi, une augmentation de 10° double environ la vitesse de germination de la graine, dans une fourchette de quelques degrés à une trentaine de degré.(à vérifier expérimentalement !)
La tige est blanche et plus longue dans le noir parce que la croissance en longueur est la plus rapide dans ces conditions, du fait de l'absence de dégradation d'une hormone de croissance (auxine, employées  par les horticulteurs) par la lumière. Cette dégradation explique aussi le phototropisme : c'est du côté de la source lumineuse que la tige se dirige, parceque la croissance de ce côté de l'extrémité est moindre. Par ailleurs, la lumière favorise la synthèse de pigments chlorophylliens de la tige.

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Rôle et fonctionnement des racines - géotropisme
22/04/2000
Question de Géraldine Thomas, accompagnatrice scientifique à l’école de la Varenne en Seine-St-Denis (93)
Pourquoi les plantes ont elles des racines ? 
Pourquoi les racines poussent elles vers le bas même si pour cela la racine doit faire tout le tour de la graine comme nous l'avons observé en classe ? 
Comment les recherches actuelles expliquent elles le géotropisme ? 
Les radis que nous avons plantés il y a 3 semaines (radis à germination rapide) ont une racine fine qui ne grossit pas, comment cela se fait il ? 
Peut on y changer quelque chose ? 

25/04/2000 Réponse de Béatrice Salviat 
Que de questions passionnantes... 
Tout d'abord une toute petite remarque: posée ainsi, la première question risque d'appeler une réponse finaliste; or, en biologie, on a assez facilement accès au "comment", mais pas au "pourquoi". On peut cependant  répondre aux questions suivantes: à quoi servent les racines?, comment  "fonctionnent"-elles? 
Les racines apportent l'eau et les sels minéraux aux parties aériennes chlorophylliennes (vertes) qui les utilisent avec le dioxyde de carbone de l'air pour faire la photosynthèse en présence de lumière. Toutes ces matières minérales (eau, CO2, sels minéraux) servent à fabriquer des sucres, des protéines, des lipides, c'est-à-dire des matières organiques: on dit que la plante est autotrophe (elle n'a pas besoin d'autres êtres vivants pour se nourrir).
En ce qui concerne le géotropisme, voici quelques explications tirées du livre de Paul Mazliak (prof à l'Université Paris 6), Physiologie végétale (collection Méthodes, Hermann, Paris). Les racines en s'allongeant se dirigent vers le sol. Le mouvement résulte d'une croissance inégale des  cellules de la zone d'élongation: les cellules situées du côté convexe grandissent et se différencient plus rapidement que celles du côté concave. 
La pesanteur s'exerçant en permanence, historiquement, il a fallu avoir recours à des artifices pour expérimenter et modifier la direction de croissance: en plaçant les germinations sur un disque tournant, on montre que les racines s'orientent selon la résultante de la force centrifuge et de la force gravitationnelle. Donc la gravité intervient dans le géotropisme directement en tant que contrainte mécanique. D'autres expériences ont été réalisées: 
manipulations de microchirurgie consistant à isoler plus ou moins partiellement le site de géoperception et celui de géoréaction 
dosage des substances de croissance endogènes 
examen de composés marqués avec des isotopes radioactifs et examen de leur redistribution après migration et action de la pesanteur. 
Par analogie avec la perception de la gravité chez les animaux (cellules de l'oreille interne), les cellules de la coiffe (partie terminale de la racine) sont considérées comme des "statocytes" dans lesquels la chute de corpuscules ou "statolithes" détermine l'excitation de surfaces sensibles basales et permet une orientation dans l'espace. En microscopie électronique, on constate que la disposition des organites est polarisée et ségrégée par la pesanteur. Les amyloplastes (petites vésicules contenant de l'amidon) seraient les statolithes. 
Une période de latence d'environ une demi-heure est nécessaire pour qu'un changement d'orientation de la racine entraîne les réactions suivantes:
1) perception (chute des statolithes);
2) transformation du signal;
3) transport de l'information (sous forme de substances chimiques appelées hormones) depuis les cellules géosensibles (coiffe) jusqu'aux cellules-cibles (zone d'élongation);
4) adaptation différentielle (ralentissement) des vitesses d'extension des cellules en élongation. 
Pour le dire plus simplement: perçu par des cellules de l'extrémité de la racine pourvues de grains d'amidon, le stimulus "gravité" serait traduit en gradient hormonal qui déclenche des inégalités de croissance et par conséquent une orientation de la racine. 
Pour la réponse à la troisième question, il faudrait savoir dans quelles conditions exactes sont placés les radis. Les avez-vous repiqués dans une terre assez riche en les espaçant suffisamment, afin d'éviter la concurrence interindividuelle qui peut limiter leur croissance? L'appareil foliaire est-il assez développé? La lumière est-elle suffisante pour que les radis puissent effectuer leur photosynthèse dans de bonnes conditions? 
N'oubliez pas que la racine grossira en stockant les matières organiques fabriquées dans les feuilles par photosynthèse. 
J'espère que toutes ces explications ne sont pas trop confuses et que surtout, elles ne décourageront pas vos excellentes initiatives. Le vivant crée l'inattendu! L'important c'est d'inciter les enfants à poser des questions, ainsi que vous l'avez fait... Bon courage pour la suite.

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La souffrance des plantes 
13/05/2000 Question Frédéric Simon, enseignant à l'école Pierre Loti d'Istanbul, fredo@superonline.com
Étant enseignants à l'école Pierre Loti d'Istanbul, (eh oui, vous êtes même consultés en Turquie !) nous voudrions vous soumettre les questions suivantes, suite à un travail de réflexion que nous avons mené en conseil de cycle III :
Dans nos programmations de cycle, nous rejetons l'idée de faire souffrir des êtres vivants en tentant des expériences selon la méthode expérimentale. Comment donc aborder les questions relatives au vivant et à son fonctionnement sans être obligé de planter des graines dans des conditions difficiles pour la vie de la plante (par exemple) ?
En fait, quelles sont les limites éthiques à la méthode expérimentale ?

17/05/2000 Réponse de Bernard Calvino, INSERM, Paris XIII
Le problème de l'expérimentation sur les êtres vivants est un problème aujourd'hui largement débattu et qui a trouvé des réponses institutionnelles en ce qui concerne les organismes animaux et l'Homme.
D'une part quatre lois ont été votées respectivement en 1988 (Loi dite Huriet-Sérusclat sur la protection des personnes participant à des essais thérapeutiques) et en 1994 (Lois dites de Bioéthique) qui encadrent strictement l'expérimentation thérapeutique chez l'Homme et l'utilisation des produits du corps humain, la procréation médicalement assistée (avec les retombées juridiques qui en découlent sur le droit de la filiation) et l'utilisation des tests génétiques. Pour ce qui concerne la protection de l'animal, il s'agit essentiellement des directives européennes sur les conditions d'utilisation de l'animal, ses conditions d'hébergement (animaleries) et les textes réglementaires portant sur leur mises en application en particulier pour la formation des techniciens, ingénieurs et chercheurs qui travaillent sur l'animal.
Il est rare que la question soit étendue aux autres êtres vivants en particulier les plantes, mais pourquoi pas également les bactéries, algues, lichens, ... De fait l'expression utilisée dans la question "faire souffrir des êtres vivants" est à l'origine de bien des ambiguïtés. La souffrance est un mot qui fait partie du vocabulaire psychiatrique et qui concerne des patients qui sont dans un état de souffrance morale et psychique quelle qu'en soit la cause. Ce peut être une douleur chronique bien sûr, mais ce mot est plutôt utilisé dans l'acceptation que je viens de mentionner (état de souffrance morale et psychique qui peut trouver son origine par exemple dans la perte d'un conjoint ou d'un parent proche, d'un divorce ou d'une séparation mal vécu, de la perte d'un emploi, ...). Alors que, si je comprends bien la question, celle-ci fait plutôt référence à la douleur, qui est une émotion, c'est à dire une sensation perçue à la suite d'une stimulation de haute intensité susceptible de porter atteinte à l'intégrité de l'organisme (brûlure, blessure, lésion chirurgicale, ...). Ce raisonnement est difficilement applicable aux plantes dans la mesure où le domaine des émotions est inconciliable avec ce que l'on connaît aujourd'hui de la physiologie des plantes, en particulier parce que a priori on n'a pas décrit chez ces organismes vivants de système nerveux central. Il n'y a donc pas de limite éthique à la méthode expérimentale dans le domaine végétal.

 

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