L'apoplasme et le symplasme

La croissance d’une plante dépend de sa capacité à prendre l’eau et les minéraux dissous du sol. Le système racinaire de chaque plante est équipé des tissus nécessaires pour faciliter l’entrée de l’eau et des solutés. Les tissus végétaux impliqués dans le transport de l’eau et des minéraux ont deux compartiments principaux : l’apoplaste et le symplaste. L’apoplaste comprend tout ce qui est en dehors de la membrane plasmique des cellules vivantes et se compose de parois cellulaires, d’espaces extracellulaires, de xylème, de phloème et de trachéides. Le symplaste, en revanche, se compose de l’ensemble du cytosol de toutes les cellules végétales vivantes et des plasmodesmes, qui sont les canaux cytoplasmiques qui relient les cellules.

Il existe plusieurs voies possibles pour que les molécules se déplacent à travers les tissus végétaux : les voies apoplastique, symplastique ou transmembranaire. La voie apoplastique implique le mouvement de l’eau et des minéraux dissous le long des parois cellulaires et des espaces extracellulaires. Dans la voie symplastique, l’eau et les solutés se déplacent le long du cytosol. Une fois dans cette voie, les matériaux doivent traverser la membrane plasmique lorsqu’ils se déplacent d’une cellule à la cellule voisine, et ils le font via les plasmodesmes. Alternativement, dans la voie transmembranaire, les minéraux dissous et l’eau se déplacent d’une cellule à l’autre en traversant la paroi cellulaire pour sortir d’une cellule et entrer dans la suivante. Ces trois voies ne s’excluent pas mutuellement, et certains solutés peuvent utiliser plus d’une route à des degrés divers.

Une autre voie possible est la voie vacuolaire, mais cette voie est principalement limitée au mouvement des molécules d’eau. Ici, l’eau se déplace à travers les vacuoles des cellules végétales par osmose. Le mécanisme est similaire à la voie symplastique, mais au lieu que le transport soit limité au cytosol, l’eau passe par les vacuoles. En outre, le transport vacuolaire est facilité par deux pompes à protons — l’ATPase et la PPase — qui dynamisent l’absorption de soluté. Les vacuoles comprennent également des protéines de transport spécialisées — les aquaporines — qui participent au transport de l’eau et des solutés tels que le glucose et le saccharose.