Phyllosphère
Définition
En botanique, la phyllosphère est le micro-écosystème de la surface des feuilles, particulièrement développé chez les plantes tropicales. Elle vient compléter d'autres sphères (micro-habitats) des plantes : caulosphère (tiges), anthosphère (fleurs), et carposphère (fruits). Les habitats microbiens du sous-sol, une couche souterraine aérobie, sont la rhizosphère (racines, rhizomes), la laimosphère (système radiculaire et racinaire) et la spermosphère (tubercules).
Phyllosphère détaillée :
La phyllosphère désigne les micro-organismes ayant pour habitat les parties hors-sol de plantes. Ceux souterrains forment la rhizosphère.
Micro-organismes d'une phyllosphère
La plupart des plantes accueillent diverses communautés de bactéries, champignons, archées et protistes. Certains sont bénéfiques pour la plante, d'autres fonctionnent comme des agents pathogènes de plantes, telles que certaines espèces de bactéries Pseudomonas, et peuvent endommager la plante hôte ou même la tuer. Cependant, la majorité des colonies microbiennes sur une plante donnée n'ont aucun effet décelable sur la croissance ou la fonction des plantes.
Les parties de la plante qui poussent au-dessus du sol, appelées phyllosphère, et celles qui poussent en dessous, appelées rhizosphère, constituent l'un des plus grands habitats de colonisation microbienne sur Terre. Les deux sont vitaux pour la vie humaine sur Terre.
Fonctionnement
La phyllosphère absorbe le dioxyde de carbone pour la photosynthèse, qui est nécessaire pour construire la biomasse et est une source principale de nourriture, de carburants, de fibres et de médicaments. La photosynthèse libère également de l'oxygène pour que les animaux et les humains respirent, c'est pourquoi les plantes sont souvent considérées comme les poumons de notre planète. La rhizosphère, quant à elle, absorbe l'eau et les nutriments du sol.
De nombreuses études ont montré que les micro-organismes végétaux aident les plantes à extraire les nutriments du sol et à faire face à la sécheresse, aux agents pathogènes, aux insectes et à d'autres stress.
Des études écologiques ont également noté que plus la diversité des micro-organismes vivant sur les feuilles des plantes est grande, plus les plantes semblent être productives.
Certains des gènes de "contrôle du microbiote des feuilles" dans la plante modèle Arabidopsis thaliana ont été étudiés. Il a été découvert que plusieurs gènes impliqués dans l'immunité des plantes et l'équilibre hydrique sont essentiels pour sélectionner et maintenir un microbiote sain à l'intérieur des feuilles des plantes d'Arabidopsis.
Lorsque ces gènes identifiés des plantes ont été retirés, les mutants de plantes Arabidopsis ne peuvent plus héberger le bon mélange de micro-organismes et présentent des symptômes de dysbiose, notamment des feuilles mortes ou jaunissantes. Les effets négatifs de la dysbiose sont ainsi documentés de manière causale dans le règne végétal.
Défaillance des micro-organismes
Lorsque les plantes et leurs micro-organismes foliaires ne sont pas synchronisés, les résultats peuvent être désastreux. Avec une phyllosphère non adaptée, les plantes peuvent une maladie, connue sous le nom de dysbiose, avec de graves conséquences. La découverte de la dysbiose dans le règne végétal ouvre de nouvelles possibilités pour stimuler l'innovation en matière de santé des plantes et de sécurité alimentaire mondiale.
Aujourd'hui, la plupart des phytotechniciens pensent que les stratégies mondiales visant à assurer la productivité des cultures et la sécurité alimentaire doivent tenir compte du microbiome des plantes. L'Organisation des Nations Unies pour l'alimentation et l'agriculture estime que jusqu'à 40 % des cultures vivrières sont perdues chaque année à cause des ravageurs et des maladies des plantes, et l'Assemblée générale des Nations Unies a déclaré 2020 Année internationale de la santé des plantes.
Cas des plantes aquatiques
Toutefois en milieu aquatique d'eau douce, avec des plantes aquatiques à feuilles submergées, la population bactérienne à la surface des feuilles des plantes, communément appelée le biofilm bactérien, participe à la phase d'ammonification de l'azote.
La phyllosphère est donc très importante dans le cycle de l'azote en milieu aqueux. Elle est même plus intéressante, en captant dès son premier stade un sous-produit toxique de l'azote, que la dénitrification hétérotrophe anaérobie qui aura lieu ensuite au niveau de la rhizosphère.
Malgré tout, cela implique que la phyllosphère doit rester intacte (et aussi la laimosphère dans une moindre mesure) : si des espèces aquatiques viennent à consommer le biofilm bactérien, l'effet bénéfique du biofilm disparaît puisqu'il est absent.
En écosystème fermé tel qu'en aquaculture ou en aquariophilie, toute espèce susceptible de manger le biofilm de la phyllosphère devra être interdit pour en garder tous les bénéfices.
Cela implique de ne pas introduire d'escargot, notamment des planorbes et des physes qui sont friandes de biofilm, ne pas tenter l'élevage de petites crevettes d'eau douce qui sont pour la plupart herbivores, ni d'élever certaines espèces de poissons telles que les Gyrinocheilus aymonieri, ou même tout poisson de fond (y compris les Corydoras sp.) qui fouille le sol. Car le biofilm bactérien à la surface du sol a le même pouvoir que celui des feuilles.
Laimosphère
La laimosphère, ou laïmosphère, est une zone de sol microbiologiquement enrichie qui entoure les parties souterraines des tiges de plantes; la laimosphere est analogue à la rhizosphère pour les rhizomes et la spermosphère pour les tubercules et graines.
Topographiquement, la laimosphère comprend le sol (acide) autour de toute partie des organes végétaux souterrains autres que les racines où les nutriments exsudés (en particulier les sucres et certains acides comme les acides aminés). Elle stimule l'activité microbienne. Les organes végétaux souterrains avec une laimosphère comprennent des hypocotyles, épicotyles, tiges (enterrées), stolons, cormes...
Pour les feuilles, son équivalent est appelé la phyllosphère. Les propagules des pathogènes végétaux, dont la germination est stimulée par des exsudats végétaux dans la laimosphère, peuvent provoquer des pourritures de l'hypocotyle et de la tige qui conduisent aussi à une pourriture.
Synonymes, antonymes
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Mots en P à proximité
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En rapport avec "phyllosphère"
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