Stomate - Définition
Un stomate est un orifice de petite taille présent dans l'épiderme des organes aériens des végétaux (sur la face inférieure des feuilles le plus souvent). Il permet les échanges gazeux entre la plante et l'air ambiant (dioxygène, dioxyde de carbone, vapeur d'eau...) et permet la régulation de la pression osmotique.
Origine
L'apparition des stomates est une conséquence de la vie terrestre, la sortie du milieu marin imposant un contrôle des déperditions hydriques de l'organisme. Celui-ci se protège par la cuticule (couche cireuse), étanche aux échanges gazeux. D'où la nécessité de structures particulières, les stomates.
Localisation
Les stomates se trouvent principalement sur les feuilles où ils peuvent être très nombreux, de 50 à 500 par mm². On les trouve sur la face inférieure des feuilles lorsque celles-ci ont une position horizontale et sont donc moins éclairées sur cette face. Lorsqu'elles sont exposées également sur les deux faces, les stomates se répartissent aussi sur les deux faces. Ils sont beaucoup moins nombreux chez les espèces xérophytes, et sont alors souvent enfoncés dans l'épiderme au fond de sillons.
Les dicotylédones ont habituellement plus de stomates sur l'épiderme inférieur que l'épiderme supérieur, puisque ses feuilles sont tenues horizontalement, l'épiderme supérieur est directement illuminé. Cependant, la limitation du nombre de stomates sur l'épiderme supérieur permet de freiner les déperditions d'eau.
Les monocotylédones sont différent, puisque leurs feuilles sont tenues verticalement, elles auront le même nombre de stomates sur les deux epidermes.
Si la plante a les feuilles flottantes, il n'y aura aucun stomate sur l'épiderme inférieur comme il peut absorber des gaz directement de l'eau par la cuticule. Dans le cas d'une feuille submergée, aucun stomate ne sera présent.
Description
Un stomate est constitué de deux cellules stomatiques (cellule de garde), réniformes, qui délimitent l'orifice stomatique ou ostiole. Celui-ci s'ouvre plus ou moins, selon les besoins, en fonction de la turgescence des cellules stomatiques. Sous l'ostiole se trouve généralement dans le parenchyme sous-jacent un espace vide appelé chambre sous-stomatique.
Rôle et fonctionnement
Les stomates sont utilisés par les plantes pour réaliser des échanges de gaz. L'air contenant le dioxyde de carbone et le dioxygène entre par ces ouvertures pour être utilisé dans la photosynthèse et la respiration. L'oxygène est un déchet produit par la photosynthèse dans les cellules du chlorenchyme (cellules du parenchyme contenant des chloroplastes). Il est expulsé par ces mêmes ouvertures. En outre, la vapeur d'eau est dégagée dans l'atmosphère par ces pores durant la phase de transpiration des plantes. Ce dégagement d'eau provoque une tension sur la colonne d'eau dans le xylème qui contribue à faire monter la sève brute.
L'ouverture et la fermeture de l'ostiole se fait en fonction des conditions climatiques (chaleur, humidité, luminosité). Certaines plantes (dites CAM comme les Crassulacées) n'ouvrent leurs stomates que la nuit pour éviter les trop grandes déperditions d'eau.
Hugo von Mohl avait postulé en constatant la présence de chloroplastes sur les cellules stomatiques (ou cellules de garde) que le mécanisme d'ouverture de l'ostiole reposant sur l'augmentation du volume des cellules de garde, l'énergie produite par les chloroplastes permettant de jouer sur le caractère hypotonique ou hypertonique par la transformation de l'amidon en glucose ou de glucose en amidon, molécules qui n'ont pas les mêmes caractéristiques osmotiques. En réalité certaines cellules de garde ne possèdent pas de chloroplastes (l'oignon par exemple) et ce postulat a été abandonné. L'ion potassium est en réalité l'élément déterminant du phénomène. Son entrée et sa sortie de la vacuole est étroitement contrôlée et gouverne la turgescence des cellules stomatiques et donc l'ouverture des stomates. En cas de stress hydrique les racines synthétisent de l'acide abscissique qui agit sur les cellules stomatiques et provoque leur fermeture par plasmolyse, limitant ainsi les pertes d'eau.