Eclairages nocturnes / 3 Impact sur la flore

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Fleur-jardin

Les plantes respirent, de jour comme de nuit. Elles consomment donc de l’oxygène et rejettent du gaz carbonique.

De jour, la respiration est masquée par le processus de photosynthèse qui est le phénomène dominant. De nuit, faute de lumière, la photosynthèse s'interrompt : la plante respire seulement, donc elle absorbe l'oxygène de l'air et continue à rejeter le gaz carbonique. En respirant en période d'obscurité, des réactions chimiques ont lieu libérant le gaz carbonique rejeté par la plante, et de l'énergie utilisée à divers processus d'entretien et de croissance. L'élongation cellulaire est liée aux auxines (sortes d’hormones de croissance végétales) qui, en partie détruites à la lumière, bénéficient de son absence (les plantes se courbent vers la lumière, le côté éclairé de la tige ayant moins d'auxines, est plus court). La nuit, l'amidon produit dans les chloroplastes est hydrolysé et utilisé ou stocké pour diverses utilisations... 

De jour, les plantes consomment du CO2, la nuit, elles l’expulsent.

Pour qu’une plante vive la photosynthèse doit excéder la respiration, c’est-à-dire que le gain de gaz carbonique doit excéder les pertes,- la respiration entretient l’ensemble et en permet la croissance.?La photosynthèse est, pour les plantes, une activité à haut rendement avec des inconvénients compensés par une nuit réparatrice vouée à l’entretien et au développement du système grâce à la respiration nocturne. Les deux phénomènes ne font pas intervenir les mêmes compartiments cellulaires ni les mêmes enzymes. Les échanges gazeux liés à la respiration et ceux de la photosynthèse sont des mécanismes complémentaires. De jour, la photosynthèse est le processus dominant (la plante produit davantage de nutriments qu'elle n'en utilise durant la respiration). De nuit, la respiration devient le processus exclusif (la plante consomme des nutriments pour sa croissance ou d'autres réactions métaboliques). L’alternance profite successivement aux deux phénomènes vitaux.

D’autres rythmes circadiens : les nasties (du grec Nastos = resserré) Les échanges gazeux liés à la respiration et ceux de la photosynthèse sont des mécanismes complémentaires. De jour, la photosynthèse est le processus dominant (la plante produit davantage de nutriments qu'elle n'en utilise durant la respiration). De nuit, la respiration devient le processus exclusif (la plante consomme des nutriments pour sa croissance ou d'autres réactions métaboliques).?L’alternance profite successivement aux deux phénomènes vitaux. 

L’ouverture et la fermeture des fleurs. Chacun connaît ce phénomène naturel. Certaines plantes à fleurs ouvrent leurs corolles de jour et les ferment, comme pour dormir, la nuit. Il existe pourtant des fleurs nocturnes dont la pollinisation est effectuée par des papillons de nuit. Le cas du Silène penché est typique. Et la Belle de nuit s’ouvre le soir. Sans penser comme Linné qu’il existe une «horloge de Flore », qui permettrait de dire l’heure grâce aux fleurs s’épanouissant successivement, il est indéniable, même si d’autres facteurs interfèrent (température, hygrométrie) que la lumière joue un rôle de premier plan.?Le phénomène est contrôlé par des substances appelées hormones, sécrétées par la plante. Il est subordonné aux variations de la quantité de lumière, plus précisément appelé «photonastie». On peut utiliser le terme de «nyctinastie», pour mieux désigner la réaction motrice des plantes à la succession rythmée des jours et des nuits.

Pourquoi ce phénomène est-il à préserver. La fleur est le précieux organe de reproduction formé à partir de feuilles transformées à cet effet. Lorsque la fleur s'ouvre au lever du jour, les cellules de la surface extérieure des pétales prennent de l'expansion. Lorsqu'elle se ferme au crépuscule, ce sont plutôt les cellules de la surface inférieure qui s'élargissent. Dans les deux cas, ceci est plus marqué à la base de la corolle dont les cellules contiennent des poches. Ces vacuoles se gonflent d'eau et constituent des points d'articulation importants qui commandent le déplacement des folioles, des pétales. L’eau qui remplit les vacuoles véhicule les sels minéraux indispensables. La reproduction est un objectif primordial : il est important d’optimiser les chances de réussite. La fermeture de la corolle peut dépendre de la différence, le soir, de la chute de température, de telle sorte qu'on ne peut dire quand cesse la thermonastie et où commence la photonastie, les deux nasties se renforçant éventuellement.

Le déploiement des folioles. Certains jours de faible intensité lumineuse, certaines plantes gardent leurs feuilles en position fermée ; c’est particulièrement observable chez le trèfle et l’oxalis. C'est une nyctinastie comme pour les fleurs. La plante type est la sensitive dont les feuilles se replient la nuit et se déploient le jour. Le stimulus produit la formation d'un signal électrique qui se propage le long de la plante à plus ou moins grande distance selon l'intensité du stimulus. C'est cette onde électrique qui produira au niveau des pulvinus (renflements à la base de chaque pétiole et foliole), une variation de turgescence responsable du mouvement de repliement de la feuille ou de ses folioles.? Les feuilles se placent en fonction du soleil pour optimiser la photosynthèse. 

Les cycles journaliers dans des cas extrêmes. Pour survivre dans un habitat hostile, certaines plantes ont imaginé des procédés métaboliques?alternés qui diffèrent de ce qui est la norme parmi toutes les autres plantes. Exemple : Le métabolisme acide des Crassulacées. De nuit, stomates ouverts, ces plantes grasses mobilisent l’anhydride carbonique endogène qu’elles conservent sous forme d’acide malique grâce à une enzyme particulière. De jour, stomates fermés, l’acide malique libère l’anhydride carbonique, évite les pertes d’eau dues à la chaleur et permet ainsi à la lumière d’activer la photosynthèse et la formation conséquente de sucres, avec développement d’oxygène et consommation de CO2. Ces plantes utilisent, soit l’anhydride carbonique atmosphérique, soit celui interne provenant de la respiration. Les fonctions régies par l’alternance du jour et de la nuit sont des perfectionnements adaptatifs au service des fonctions essentielles (photosynthèse, reproduction…).

Rythmes circannuels. Exemple :La floraison? Certaines plantes fleurissent quand les jours sont longs, d’autres sont des fleurs des jours courts, quand la durée du jour descend au-dessous d’une certaine valeur considérée comme critique.?Il existe aussi des plantes neutres par rapport à la durée du jour, qui fleurissent donc sans tenir compte des heures de lumière mais uniquement en fonction de leur maturité. Linné a aussi établi un calendrier de flore inspiré par le photopériodisme, ce rythme sous influence de la durée du jour variable au fil de l’année. 

Les plantes reconnaissent les saisons en mesurant les durées du jour et de la nuit. Pour savoir si elles sont dans une phase de jours longs ou cours, il est nécessaire que les plantes puissent mesurer le cours du temps (Elles ont une sorte d’horloge interne enregistrant la lumière au moyen d’un pigment appelé phytochrome).

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Voir l'impact sur la faune : http://humanite-biodiversite.fr/doc/eclairages-nocturnes-2-especes-animales-perturbees

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Note : Le dossier complet fut présenté par notre association au Symposium pour la défense du ciel nocturne, « Les processus naturels mis en place par l’alternance du jour et de la nuit », les 24 et 25 septembre 2004 à Paris. 

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