L'eau et les bryophytes

Bonjour, je m'appelle Jules et je suis au lycée Descartes en Première, j'aimerais devenir bryologue plus tard.

Bonjour, je m'appelle Édouard en première au lycée Descartes et plus tard j'aimerais devenir biologiste.

Bonjour, je suis Tybalt au lycée Descartes.

Nous allons vous parler d'organismes fascinants, les bryophytes, ou plus communément appelés mousses. Elles sont apparues au Phanérozoïque à l'ère primaire, il y a 420 millions d'années. Ce sont les premières plantes à quitter le milieu aquatique. Cela leur a été permis par une adaptation progressive avec les marées. Ce sont des espèces pionnières permettant la création du substrat. Elles se sont donc réparties sur l'entièreté du globe et se sont adaptées. Elles se présentent donc sous différentes formes variées.

On les retrouve sous deux formes bien distinctes : celles à thalle et celles à tige. Le thalle est un appareil végétatif comprenant tige, rhizoïdes et feuilles. Les bryophytes sont séparées en trois grands groupes : les anthocérotes, les hépatiques et les mousses stricto sensu. Ces organismes sont composés d'un gamétophyte permanent et d'un sporophyte présent uniquement cycliquement. En écologie, ces végétaux sont d'excellents bioindicateurs, ils permettent notamment d’indiquer la présence de polluants, tels que le plomb ou le phosphore.

La reviviscence

Les bryophytes sont capables de reviviscence. Ce mécanisme est une défense contre la sécheresse. En effet, lorsque l'eau vient à manquer, les bryophytes se replient sur elles-mêmes pour protéger les cellules vivantes, à l'apex des feuilles, Ce mécanisme a été mis en place à cause de leur absence de cuticule, elles se dessèchent donc malheureusement très vite.

L'eau et la photosynthèse

Nous nous sommes donc posé la question de savoir en quoi l'eau était indispensable à la photosynthèse. Pour cela nous avons réalisé une ExAO, en comparant le pourcentage d'oxygène libéré par la photosynthèse d'un témoin, une mousse desséchée et par une mousse hydratée. Nous avons découpé les feuilles et les avons introduites dans un bioréacteur, puis avons introduit une sonde à dioxygène, puis avons éclairé le dispositif. Nous constatons que la mousse sèche, ne produit pas d'oxygène alors que la mousse hydratée produit du dioxygène dès qu'elle est éclairée. En conclusion, la mousse peut faire la photosynthèse uniquement si elle est hydratée.

Comment la reprise de la photosynthèse est-elle possible ?

Nous avons essayé de comprendre comment la reprise de la photosynthèse est possible après la reviviscence. Or, nous savons que le métabolisme est dû à des enzymes qui sont des protéines, donc nous avons décidé de mesurer la quantité de protéines et d’ARN dans une mousse reviviscente, en la comparant à celle d’une mousse hydratée depuis une longue période, en nous inspirant des travaux de Mansour, Hallet et Lecocq.

Pour cela nous avons prélevé des coussinets de Bryum sp. que nous avons pesés et divisés en deux groupes. L'un déshydraté à l’étuve à 48 degrés Celsius, le deuxième dans une serre à 55% d'humidité et à 20 degrés Celsius. Après une semaine, nous avons pesé à nouveau les échantillons pour évaluer leur teneur en eau, ce qui nous a permis de vérifier que les mousses dans la serre avaient bien conservé leur masse et donc leur teneur en eau et que les mousses dans l’étuve étaient bien déshydratées. Elles avaient en réalité perdu 85% de leur masse.

Nous les avons réhydratées et après une heure nous avons prélevé les parties chlorophylliennes, les avons broyées et filtrées. Pour analyser la teneur du filtrat en protéines et en ARN nous avons utilisé un spectrophotomètre mesurant l'absorbance des rayons ultraviolets.

Nous constatons qu'une mousse reviviscente a une teneur en ARN et en protéines plus importante de l'ordre de 13 à 16%. Nous pouvons donc en déduire qu'au moment de la reviviscence il y a une reprise de la synthèse protéique qui permet au métabolisme de reprendre, en particulier, la photosynthèse. Cette différence de concentration d'ARN et d'ADN s'explique par la reprise de la synthèse des protéines.

Quelle est l'importance de l'eau pour la reproduction ?

Les bryophytes ont une méthode de reproduction bien spécifique à elles : elles se reproduisent à l'aide de spores contenues dans des capsules qui s'ouvrent et les libèrent. Ces spores sont le fruit de la fécondation de l’ovule d'un archégone par les spermatozoïdes d’une anthéridie. Elles permettent à ces plantes de coloniser très rapidement des espaces.

Certaines prennent une place très importante dans les écosystèmes, telles que les sphaignes dans les tourbières qui sont des puits de carbone.

Nos principales sources :

Bibliographie : Biologie Végétale (Raven, Evert, Eichhorn) De Boeck Université

Sitographie :

www.mnhn.fr

www.bnf.fr

Bulletin de la Société Botanique de France. Actualités Botaniques – Volume 131, 1984 – Issue 1

Remerciements pour les précieuses indications fournies :

Florient Desmoulins – Conservatoire botanique national du Bassin parisien

Aurélie Poumalloux CDPNE – Chargée d’études Flore-habitat

Bjorn Volkert

Merci pour votre attention