Ce sont des organes de végétaux supérieurs (Cormophytes). Ce sont des organes généralement souterrains qui puisent l’eau et les minéraux.

Morphologie d’une racine

De forme conconique, souterraine. Variation morphologique très importante entre les différentes essences.

Les systèmes racinaires

C’est l’ensemble des racines d’un végétal (plus ou moins ramifié) :

  Système pivotant : une ou plusieurs racines principales qui sont dominantes et géotropes (qui pousse vers le bas).
  Système fasciculé : pas de racine principal mais tout un tas de racines équivalentes (Palmier, Poireau).
  Système traçant : système ramifié dont les racines principales sont plagiotropes.

L’architecture globale d’un système racinaire est caractéristique d’une espèce.

Epicéa commun, hêtre → système traçant Chêne, noyer → système pivotant

Le milieu ne peut pas modifier l’architecture, il ne peut que la modeler. La taille de l’arbre est proportionnelle à la taille du système.

3 types de coupe :

  coupe longitudinale des extrémités
  coupe transversale proche de l’extrémité
  coupe transversale distante de l’extrémité

Coupe longitudinale d’une extrémité de racine

Ces coupes nous permettent d’observer la croissance en longueur de la racine. L’activité mitotique du méristème ajoute de nouvelles cellules à l’extrémité de la racine. Les nouvelles cellules les plus distantes renouvellent les cellules de la coiffe. Celles qui sont les plus proches de la zone de croissance vont s’allonger et vont donner une nouvelle zone de croissance. Pendant ce temps, les anciennes cellules se trouvant avant dans le méristème, vont se différencier ; on obtient ainsi de nouveaux poils absorbants. Une petite ou une grande racine a la même capacité d’absorption. La partie la plus jeune est la partie de l’extrémité, la partie la plus vieille est la partie la plus éloignée de l’extrémité.

Coupe dans une jeune racine (transversale)

Dans les angiospermes, on distingue les monocotylédones et les dicotylédones

Coupe transversale de jeune racine de gymnospermes ou de dicotylédone

2 zones :

  l’écorce
  le cylindre central

L’écorce est composée d’un épiderme (pilifère ou subérifié), d’un parenchyme et d’un endoderme.

L’endoderme est composé d’une couche unique de cellules jointives qui ont leur paroi lignifiée (seulement les parois latérales) (en cadre de Caspari) qui permet des échanges.

Dans le cylindre central : le péricycle (couche de cellules qui vient doubler l’endoderme). Dans le parenchyme médullaire, alternance de faisceaux libérien et ligneux. Différenciation centripète chez le bois. 5 pôles de chaque.

Chez les monocotylédones

Les structures anatomiques sont quasi identiques, mais l’endoderme est différent. Les cellules de l’endoderme sont lignifiées sur les 3 faces (en U), en face des pôles ligneux. 8 pôles de chaque.

Mise en place des méristèmes secondaires

Les cellules du péricycle, situées en face des pôles ligneux, subissent une mitose. Les cellules issues de cette mitose les plus internes vont "se raccorder" avec certaines cellules parenchymateuses situées face interne des faisceaux libériens. On obtient alors un cambium de forme sinusoïdale. Celui-ci va produire une abondance de bois vers l’intérieur et du liber vers l’extérieur. Très rapidement, le cambium reprend une forme circulaire. Ce qui reste du péricycle reprend une activité mitotique et devient le phellogène, du suber vers l’extérieur, du phelloderme vers l’intérieur.

Les tissus secondaires les plus abondement formés sont les tissus ligneux.

Cette croissance par l’intérieur est responsable du déchirement, puis de l’exfoliation des tissus les plus extérieurs.

Coupe transversale de racine avancée

Sur les racines âgées ou à une certaine distance, nous ne pouvons observer que des structures secondaires. Bois et liber I sont écrasés, réduits à presque rien. Les tissus de l’écorce ont été exfoliés depuis longtemps. Cette structure secondaire n’existe que chez les dicotylédones et chez les gymnospermes. Les racines de monocotylédone grossissent en multipliant les structures primaires.

Du point de vue macroscopique, chez les racines âgées, le bois représente la majorité de la coupe. Tous les autres tissus (Cambium, Liber II, Phelloderme, Phellogène, Suber) sont contenus dans l’écorce.

Dans le bois, on peut observer des cernes (production d’une année). Le bois le plus jeune est à l’extérieur. Le bois ne reste vivant ou fonctionnel qu’un certain nombre d’années. Le bois fonctionnel (pourtour) s’appelle l’aubier. Le bois non fonctionnel s’appelle le bois de cœur ou duramen. Chez certaines espèces, le phellogène est renouvelé par segment régulièrement, ce qui conduit à donner un aspect feuilleté au rhytidome.

Les fonctions de la racine

Absorptions de minéraux - Filtrage Ancrage - Réserve - Conduction

Le système racinaire absorbe de façon sélective (espèces calcifuges : plantes incapables de limiter l’absorption de Ca²⁺). Ce sont les poils absorbants qui jouent ce rôle. Fonctions de réserve (ex : carotte, betterave).

Croissance des racines

Phénomènes biologiques de base

La croissance des racines est due aux méristèmes.

Méristèmes terminaux → longueur

Phellogène et cambium → diamètre

Action du milieu sur la croissance

Si on élève un plan sur un milieu limoneux, on obtient un système racinaire peu développé mais avec des racines très longues. Sur un sol sableux, le système racinaire est beaucoup plus ramifié.

Réactions des racines à divers incidents

Ces réactions dépendent de :

  l’endroit de section
  l’essence
  l’âge

Elles expliquent les techniques de repiquage et de soulevage qui servent à ramifier les jeunes plants. Les espèces qui réagissent mal aux décapitations sont des espèces qui se transportent mal.

L’air est un obstacle infranchissable pour la racine. D’autres obstacles peuvent arriver. Les racines géotropes suivent les obstacles horizontaux jusqu’à leur contournement. Si l’obstacle est long, elles émettent une racine secondaire opposée. Les racines plagiotropes suivent les cloisons verticales pour tenter de les contourner. Si la cloison fait un angle aigü, la racine ne peut pas prendre le virage et plonge (ex : godet anti-chignons).

Aspect dans le temps (phénologie)

Toutes les espèces présentent une forte croissance racinaire au mois d’août, associée à une croissance de la partie aérienne au début du printemps. Les essences se plantent donc plutôt vers le mois d’octobre, il n’y a plus de feuilles, donc le besoin d’eau est moins important et les racines se développent.