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Un étudiant étudie le mouvement de l’eau à travers les tissus de xylème dans un bâtonnet de céleri. Il introduit accidentellement des bulles d’air dans l’eau qui se déplace à travers le xylème. Que va-t-il probablement se passer ? (A) L’eau continuera à remonter le xylème normalement, et quand elle atteint les feuilles, la bulle d’air diffusera hors des stomates. (B) L’eau commencera à diffuser vers l’extérieur des stomates situés le long de la tige. (C) L’eau ne remontera plus le xylème sous forme de colonne continue, car l’aspiration par la transpiration ne se produira pas s’il y a des bulles d’air. Ou (D) l’eau ne sera plus tirée vers le haut de la tige, mais elle sera poussée vers le haut de la tige grâce à la poussée radiculaire.
Cette question nous interroge sur une expérience qui étudie le mouvement de l’eau dans les plantes.
Si vous avez déjà pris soin d’une plante, vous savez peut-être qu’elle a besoin de beaucoup d’eau. Une raison à cela est que l’eau est requise pour un processus appelé photosynthèse. C’est ainsi que les plantes peuvent fabriquer leur propre nourriture en utilisant du dioxyde de carbone, de l’eau et de l’énergie lumineuse. La photosynthèse se produit dans les feuilles des plantes. Mais vous avez peut-être appris que l’eau est en fait absorbée par les racines qui se trouvent sous le sol. Comment l’eau parvient-elle alors jusqu’aux feuilles ?
L’eau se déplace en fait à travers des vaisseaux spéciaux appelés vaisseaux du xylème. Ceux-ci sont constitués de cellules individuelles qui sont empilées les unes sur les autres pour former de longs tubes creux. La dénommée aspiration par la transpiration aspire l’eau des racines vers les feuilles à travers les vaisseaux du xylème. Vous pouvez imaginer que l’aspiration par la transpiration est une personne qui tire sur une corde au sommet d’une plante, déplaçant ainsi la corde à travers la plante.
Maintenant, vous pourriez affirmer que l’eau est un liquide et ne se comporte donc pas comme une corde solide. De façon intéressante, dans le vaisseau de xylème d’une plante, elle se comporte exactement comme telle grâce aux forces de cohésion et d’adhésion.
La cohésion décrit les forces entre au moins deux molécules d’eau. L’adhésion, en revanche, décrit l’attraction entre les molécules d’eau et les parois environnantes du xylème. Ces deux forces forment une colonne d’eau continue qui peut être tirée vers le haut du xylème. Toute interruption de cette colonne d’eau crée un problème. L’eau ne peut plus être tirée vers le haut du vaisseau du xylème. Pourquoi est-ce le cas ? Reconcentrons-nous brièvement, et de nouveau, sur la personne qui tire sur un morceau de corde.
Avoir une interruption dans la colonne d’eau revient à couper cette corde que la personne tirait vers le haut. Une fois coupée, la partie inférieure de la corde ne peut plus être tirée vers le haut. L’introduction de gaz ou d’air dans la colonne agit comme une coupure dans une corde tirée vers le haut. L’eau n’est pas capable de se déplacer vers le haut comme elle le faisait lorsqu’elle formait une colonne continue. Une rupture dans le xylème pourrait avoir le même effet.
Maintenant que nous avons passé en revue une partie importante du processus qui permet la transpiration de l'eau des racines vers les feuilles, examinons à nouveau notre question. On nous interroge sur une situation où des bulles d’air sont introduites dans l’eau se déplaçant à travers le xylème d’un bâton de céleri. Nous venons d’apprendre que l’introduction de gaz perturberait les forces de cohésion et d’adhésion dans le xylème, limitant ainsi les effets de l’aspiration de la transpiration.
Par conséquent, la meilleure réponse à notre question est (C). L’eau ne remontera plus le xylème sous forme de colonne continue, car l’aspiration de la transpiration ne se produira pas s’il y a des bulles d’air.
