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Les feuilles composent l’essentiel du système aérien de la plante avec la tige et les bourgeons. Elles sont le siège des échanges gazeux avec l’environnement et de la photosynthèse. Les feuilles sont les principaux organes chlorophylliens de la plante. La chlorophylle est un pigment très présent dans les thylakoïdes des chloroplastes et c’est dans le chloroplaste que s’effectue la photosynthèse, c’est-à-dire la synthèse de molécules organiques à partir de l’énergie lumineuse.

1. Morphologie d'une feuille

La feuille est une extension de la tige ou d'une branche d'une plante. Sa morphologie est très variée mais on peut distinguer trois parties sur une feuille simple : la base foliaire, le pétiole et le limbe parcouru par les nervures.

Morphologie d'une feuille

Morphologie d'une feuille

1.1. La base foliaire

La base foliaire est l'endroit d'insertion de la feuille sur la tige dans la prolongation du pétiole. La base du pétiole directement en contact avec la tige peut se dilater et former un renflement. Dans ce cas-là, on parle d'une gaine foliaire et celle-ci peut plus ou moins entourer la tige. Elle peut enfin s'accompagner de dépendances (structures accessoires rattachées à la gaine) comme des stipules (deux petites pièces foliaires de part et d'autre du pétiole) et des ligules (petites languettes membraneuses dans le prolongement de la gaine). Il existe différentes morphologies de la gaine foliaire et différents modes d'insertion de la base foliaire à la tige suivants les espèces :

1.2. Le pétiole

Le pétiole est une structure généralement cylindrique, étroit qui relie le limbe de la feuille à la tige. Notons que le pétiole peut être absent chez certaines espèces, le limbe étant directement inséré sur la tige : c'est le cas des feuilles sessiles.

1.3. Le limbe

Le limbe d'une feuille (ou limbe foliaire) est une lame mince et aplatie parcouru de nervures (les tissus conducteurs) avec une face supérieure (face ventrale) et une face inférieure (face dorsale). Le limbe est la partie fonctionnelle de la feuille, le siège des échanges gazeux et de la photosynthèse. Il existe une très grande diversité de morphologie du limbe (forme générale du limbe, bordure, types de nervation, etc.).

1.4. Différence entre monocotylédones et dicotylédones

Une feuille de monocotylédone se présente sous la forme d'un limbe avec une nervation parallèle, une base engainante sans pétiole.

Une feuille de dicotylédone présente une morphologie beaucoup plus diverse et plusieurs critères remarquables sont à prendre à compte pour la décrire :

-Le présence ou l'absence de pétiole

-La subdivision du limbe (feuille simple ou feuille composée)

-Le bord du limbe (bord lisse, denté, lobé, etc.)

Différents bords du limbe

-La disposition des nervures sur le limbe (nervation pennée, palmée, pédalée, etc.)

Différentes nervations

-La disposition des feuilles sur la tige, phyllotaxie (alterne, opposée, hélicoïdale, etc.)

Phyllotaxie

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2. Structure anatomique d'une feuille

Les caractères communs à toutes les feuilles sont la présence d'une symétrie bilatérale (l'axe passe par la nervure centrale, dans le prolongement du pétiole), une polarisation dorso-ventrale (c'est à dire que certaines structures ou tissus à l'intérieur de la feuille seront retrouvés plus souvent vers la face ventrale/supérieure ou vers la face dorsale/inférieure), la présence d'un épiderme sur les deux faces de la feuille et le mésophylle composé d'un parenchyme assimilateur chlorophyllien.

Il existe cependant des particularités propres aux monocotylédones et aux dicotylédones.

2.1. Tissus et structures cellulaires d'une feuille

Coupe transversale d'une feuille

Coupe transversale d'une feuille

L'épiderme est composé d'une monocouche de cellules vivantes et jointives présentes sur les deux faces de la feuille, l'épiderme supérieur (ou épiderme ventral) et l'épiderme inférieur (ou épiderme dorsal). Il est recouvert d'une couche de cire, la cuticule. La cuticule est composée d'acides gras hydrophobes, limitant ainsi la présence d'eau à la surface de l'organe et le développement de pathogènes mais aussi empêchant une trop grande déperdition en haut par évapotranspiration. L'épiderme et la cuticule ont donc une fonction de protection de la feuille. On trouve au niveau de l'épiderme des structures spécialisées, les stomates (voir plus bas).

Le parenchyme qui constitue le mésophylle dans la feuille peut être homogène ou hétérogène, c'est à dire composé d'un ou de deux types. Dans le cas d'une feuille monocotylédone, le mésophylle est composé d'un parenchyme homogène alors que dans le cas d'une feuille dicotylédone, il y a y a deux types de parenchyme.

Le parenchyme palissadique, situé du côté de la face supérieure de la feuille, est composé de cellules jointives, allongées verticalement et riches en chloroplastes.

Le parenchyme lacuneux, situé du côté de la face inférieure de la feuille, est composé de cellules chlorophylliennes séparées par des méats aérifères et formant entre elles des lacunes aérifères.

Le sclérenchyme est un tissu de soutien, plus rigide que le collenchyme, constitué de cellules mortes à parois plus épaisses souvent lignifiées.

2.2. Coupe transversale d'une feuille de monocotylédone et de dicotylédone

Chez les monocotylédones, la cuticule a la même épaisseur sur les deux faces de la feuille et les stomates sont distribués de la même manière sur l'épiderme supérieur et inférieur de la feuille. Le mésophylle est constitué d'un parenchyme homogène.

Limbe d'une Monocotylédone (coupe transversale)

Limbe d'une Monocotylédone (coupe transversale)

Chez les dicotylédones, la cuticule est plus épaisse sur la face supérieure de la feuille et les stomates sont essentiellement présents sur la face inférieure de la feuille. Le mésophylle est constitué d'un parenchyme hétérogène (parenchyme palissadique + parenchyme lacuneux).

Limbe d'une Dicotylédone (coupe transversale)

Limbe d'une Dicotylédone (coupe transversale)

2.3. Les stomates

Les stomates sont situés au niveau de l'épiderme de la feuille. Ces structures permettent les échanges gazeux entre la plante et l’atmosphère (sortie de l’O2 et de vapeur d’eau, entrée de CO2). Les stomates sont l’association de deux cellules de garde (cellules stomatiques) entourant un orifice (l’ostiole) donnant accès à une chambre sous-stomatique. En fonction de ses besoins, la plante peut ouvrir plus ou moins ses stomates et ainsi contrôler les échanges avec l’extérieur (ouverture en journée pour assurer la photosynthèse, fermeture la nuit ou lors de fortes chaleurs pour éviter une trop grande perdition en eau). Ils sont plus nombreux sur la face inférieure de la feuille des dicotylédones.

Détail d'un stomate

Détail d'un stomate

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