Composition
La sève des arbres joue un rôle fondamental dans leur fonctionnement et leur croissance. Il existe deux types de sève distincts : la sève brute et la sève élaborée, chacune ayant une composition, un rôle et un mode de transport spécifiques.
Sève brute
La sève brute est composée principalement d’eau (environ 80%) et de sels minéraux prélevés dans le sol par les racines.
Transport et stockage
Sève brute
La sève brute circule des racines vers les feuilles à travers les vaisseaux du xylème (aubier).
La sève brute peut être stockée dans l’arbre, mais ce stockage est généralement temporaire et limité, principalement dans l’aubier. Chez les arbres à feuillage caduc, il y a un stockage saisonnier de sève brute. Au début du printemps, avant l’apparition des nouvelles feuilles, la sève brute stockée dans les tissus de réserve se charge en sucres.
Le stockage de la sève brute n’est pas aussi important que celui de la sève élaborée.
Sève élaborée
La sève élaborée circule dans les vaisseaux du phloème (liber).
Les sucres produits par la photosynthèse peuvent être stockés sous forme d’amidon dans différentes parties de l’arbre :
- Dans les chloroplastes des feuilles
- Dans des organes de stockage spécialisés comme les racines ou le tronc.
Chez les arbres à feuillage caduc, ces réserves sont particulièrement importantes pour la reprise de la croissance au printemps, avant que les nouvelles feuilles ne soient pleinement fonctionnelles.
Circulation
Sève brute
La montée de la sève brute dans les arbres repose sur plusieurs mécanismes :
- Transpiration foliaire : La transpiration foliaire est le moteur principal de la circulation de la sève brute dans l’aubier. Ce phénomène crée une force d’aspiration qui tire la colonne d’eau vers le haut selon le principe suivant :
– L’eau s’évapore au niveau des feuilles (environ 85% de l’eau consommée par l’arbre ! ).
– Cette évaporation crée une tension sur les molécules d’eau restantes.
– Les molécules d’eau sont liées entre elles par des ponts hydrogène, formant une colonne continue dans les vaisseaux du xylème.
La tension se propage le long de cette colonne d’eau, tirant l’ensemble vers le haut. - Pression racinaire : La pression racinaire contribue également à la montée de la sève, mais dans une moindre mesure ; L’entrée d’eau dans les racines par osmose crée une poussée vers le haut. Cette pression n’est pas efficace à partir d’une certaine hauteur.
- Capillarité : La capillarité joue aussi un rôle dans la montée de la sève brute1. Les vaisseaux du xylème, étroits et continus, favorisent ce phénomène physique qui permet à l’eau de s’élever naturellement dans des tubes fins.
La sève brute peut circuler à une vitesse impressionnante, pouvant atteindre 24 à 72 km/h. Cette rapidité est rendue possible par la structure particulière des vaisseaux du xylème, composés de cellules mortes empilées formant des tubes continus.
La sève élaborée ne circule que dans un sens dans les vaisseaux du xylème. L’inversion du sens de transport se produit lorsque la pression osmotique au niveau des racines restitue l’eau au sol suite à un excès d’engrais. On dit à tord que l’engrais à brulé la plante mais il s’agit plutôt d’une déshydratation.
Sève élaborée
En raison de la viscosité, la circulation de la sève élaborée st plus lente que celle de la sève brute.
Le mécanisme de transport repose sur la gravité et les différences de concentration en sucres qui se forment dans l’arbre :
- Dans les feuilles, le saccharose est créée par la photosynthèse et activement transporté dans les tubes criblés, augmentant la concentration en solutés et donc la pression osmotique.
- Dans les organes puits, les sucres sont extraits de la sève, diminuant la pression locale.
La différence de pression entre les zones sources (forte pression) et les zones puits (faible pression) provoque un flux de sève élaborée dans les tubes du liber qui peut donc circuler dans les deux sens dans le tube.
Toujours par phénomène d’osmose, l’accumulation de sucres dans les tubes criblés attire l’eau, créant une pression hydrostatique élevée. Le transport de la sève se fait sous une pression hydrostatique supérieure à la pression atmosphérique.
Contrairement à la sève brute, la sève élaborée est consommée par les zones puits au plus proche des zones sources ; seul l’excédent est transporté sur une plus grande distance vers les zones de stockage.
Structure des vaisseaux de transport
Sève brute
La sève brute circule dans l’aubier (xylème).
La structure des vaisseaux dans l’aubier est spécialement adaptée pour assurer un transport efficace de la sève brute des racines vers les feuilles.
Voici les principales caractéristiques de leur structure :
- Les parois des cellules du xylème sont renforcées par de la lignine, ce qui leur confère une grande rigidité. Cette lignification permet aux vaisseaux de résister à la pression négative créée lors du transport de l’eau.
- Les éléments de vaisseaux ont perdu leurs parois terminales, formant ainsi un tube continu. Cela permet un flux de masse ininterrompu de la sève brute.
- Les éléments de vaisseaux présentent des perforations sur leurs parois latérales, facilitant les mouvements latéraux de la sève.
Les éléments de vaisseaux s’alignent les uns au-dessus des autres pour former de véritables tubes conducteurs. Leur diamètre peut atteindre jusqu’à 100 μm.
Sève élaborée
La sève brute circule dans le liber (phloème).
La structure des vaisseaux du phloème est spécialement adaptée pour le transport de la sève élaborée. Voici les principales caractéristiques de leur structure :
Composition cellulaire
La composition cellulaire du phloème est plus complexe que celle de l’aubier avec plusieurs types de cellules :
- Tubes criblés : Ce sont les principaux éléments conducteurs du phloème. Ils sont formés par un empilement de cellules appelées éléments criblés.
- Cellules compagnes : Elles sont étroitement associées aux tubes criblés et jouent un rôle crucial dans le contrôle du transport des sucres.
- Parenchyme : Cellules de soutien et de stockage.
- Fibres : Cellules de soutien.
Structure des tubes criblés
Éléments criblés Les éléments criblés sont des cellules cylindriques courtes et trapues avec des caractéristiques uniques :
- Leurs extrémités aplaties sont perforées, formant des plaques criblées.
- Leurs parois latérales présentent également de petites perforations appelées champs de cribles.
- Bien qu’ayant perdu leur noyau lors de leur différenciation, ces cellules restent vivantes et conservent leur cytoplasme.
Plaques criblées Les plaques criblées sont des structures spécialisées situées aux extrémités des éléments criblés. Elles sont constituées de nombreux pores qui permettent le passage de la sève élaborée d’un élément criblé à l’autre.
Lorsque le bois subit une lésion, comme la coupe d’une branche lors de la taille, les vaisseaux se retrouvent ouverts vers l’extérieur et la sève coule (l’arbre « pleure ») quand la pression interne est supérieure à la pression atmosphérique.
Progressivement, les tubes conducteurs vont s’obstruer ; les éléments criblés permettant une redistribution de la sève qui arrivait au niveau de la lésion.
Sur la coupe d’une branche, suivant le niveau d’obturation, plus ou moins prêt de la lésion, la partie qui suit l’obturation meurt : c’est le retrait de sève.