Qu'est-ce que la transpiration dans les plantes?

En termes simples, la transpiration est le système de refroidissement par évaporation naturelle par laquelle les plantes prennent l'eau et les nutriments à travers leurs racines, le transportent dans les tissus des plantes puis relâchent la nouvelle humidité à travers les feuilles et dans l'atmosphère.

Nous connaissions la transpiration depuis le début des années 1700 lorsque le physiologiste et botaniste anglais Stephen Hales a créé un moyen de mesurer la quantité de vapeur d'eau.

Il a décrit le phénomène comme des plantes «imbibant» l'eau puis «transpirant."

Il a réalisé que le processus de transpiration avait créé un flux continu de nutriments et d'eau des racines vers le haut dans les plantes et que le liquide a ensuite été libéré à travers les feuilles.

Ce que Hales n'a peut-être pas réalisé à l'époque, c'est que ce processus est bien plus une force qu'un flux.

Les plantes prennent de l'eau du sol et la transportent (parfois à de grandes hauteurs) contre l'écoulement de la gravité pour être libérée dans l'atmosphère à travers les feuilles de la plante.

Ceci se fait par une action de pompage rendue possible par les fortes propriétés de liaison hydrogène des molécules d'eau et les canaux d'eau de xylème en forme de paille dans la plante.

L'évaporation crée une pression négative (aspiration) pour soulever l'eau de la terre et la faire circuler à travers les plantes et dans leurs feuilles à prendre dans l'atmosphère, comme le montre cette vidéo fascinante.

Xylème et transpiration

Comment fonctionne la transpiration?

Les plantes libèrent de l'eau à travers les ouvertures stomatales des feuilles, ne couvrant que environ un ou deux pour cent de la surface des feuilles.

Ces ouvertures permettent également au dioxyde de carbone d'entrer dans la feuille et de laisser l'oxygène comme photosynthèse de la plante.

Pour cette raison, beaucoup considèrent la transpiration comme un effet secondaire de la photosynthèse, qui est nécessaire pour que la plante survive et prospère.

Les stomates régulent le processus d'évaporation dans une certaine mesure en utilisant une paire de cellules de garde de chaque côté des ouvertures minuscules.

Alors que l'eau s'écoule vers le haut dans les cellules de la garde, elles deviennent gonflées et s'ouvrent. À ce stade, l'eau est libérée et les cellules de la garde peuvent se fermer à nouveau.

En plus d'être sensibles à la quantité d'eau transportée, les cellules de la garde sont également sensibles aux autres facteurs qui affectent la transpiration.

Comme la quantité de lumière que la plante reçoit, l'humidité relative, le mouvement de l'air et la température, et la quantité de dioxyde de carbone contenu dans la feuille.

S'il n'y a pas assez de dioxyde de carbone, les stomates s'ouvrent pour en prendre davantage pour une utilisation dans la photosynthèse. Lorsque cela se produit, la perte d'eau est inévitable.

C'est l'une des raisons pour lesquelles il est préférable d'arroser les plantes tôt le matin les chaudes journées d'été. Ils auront tendance à perdre moins d'eau et auront plus disponibles car la journée se réchauffe.

Différents types de plantes se transpirent à différents taux et montants

Tout au long de la saison de croissance, les feuilles des plantes transpirent beaucoup d'eau dans l'atmosphère. Un chêne mature se produit généralement environ quarante mille gallons d'eau par an.

Un érable mature peut libérer jusqu'à soixante gallons d'eau toutes les heures dans la chaleur estivale. Un acre de maïs se transpire généralement jusqu'à quatre mille gallons d'eau par jour.

Les plantes adaptées à des environnements arides (plantes xériques) ont souvent de petites feuilles avec peu de stomates. Ils peuvent également avoir des feuilles légèrement fourres ou argentées et peuvent produire des huiles essentielles.

Tous ce sont des adaptations qui les aident à transpirer moins et préserver l'humidité.

Les plantes succulentes et les cactus ont tendance à ne pas se transpirer beaucoup parce qu'ils ont évolué pour conserver l'eau dans leurs maisons arides indigènes.

Ces plantes ouvrent leurs stomates le soir pour réduire le taux de transpiration lorsqu'ils comptent le dioxyde de carbone. Ils stockent ce CO2 dans leurs feuilles pour la photosynthèse lorsque le soleil se retire.

Bien sûr, dans ces contextes, il n'y a pas beaucoup d'humidité dans le sol pour que les plantes absorbent.

Plantes dans les zones où leurs racines ont accès à la nappe phréatique (e.g., à côté d'un plan d'eau) absorber plus d'humidité et transpirer plus.

Les conditions environnementales affectent la transpiration

Plusieurs choses affectent le nombre de plantes aquatiques qui se transpirent. Par exemple, la température joue un grand rôle.

Par temps chaud, les plantes ont tendance à se produire davantage parce que les cellules végétales qui libèrent l'humidité sont plus ouvertes par temps chaud.

Par temps très chaud et sec, les bulles peuvent se former dans les tissus d'une plante qui bloqueront le débit d'eau.

Le temps plus tard stimule également la transpiration parce que l'air sec et mobile provoque une évaporation. Lorsqu'il y a une brise, l'humidité qui a tendance à s'accumuler près ou à la surface des feuilles des plantes s'évapore.

L'humidité relative joue également un rôle important dans la transpiration. Si l'air est plus humide, les plantes se transpirent moins parce que l'air est déjà saturé d'humidité.

Le sol sec entraînera également une transpiration réduite car les plantes ont besoin de moins d'eau pour absorber, circuler et se libérer dans l'atmosphère.

Si une plante ne peut pas obtenir suffisamment d'humidité pour la transpiration, elle surchauffera et deviendra flétri. Il s'agit d'une stratégie de survie destinée à empêcher la perte d'eau.

Bien sûr, si cet état de choses dure trop longtemps, la plante se séchera et mourra. 

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La transpiration et la photosynthèse sont entrelacées

Environ 98% de l'énergie d'une usine est investie dans la transpiration, ce qui peut fournir à la plante l'énergie dont elle a besoin pour mener la photosynthèse.

L'humidité est attirée dans les feuilles et réchauffée par le soleil afin qu'elle devienne vapeur et s'évapore.

Cette action peut également aider la plante à rester au frais en lumière directe du soleil à travers l'évaporation de l'eau.

Trop de transpiration est nocive pour les plantes. Si une plante perd plus d'eau qu'elle ne le prend, sa croissance sera ralentie à court terme.

Si le manque d'eau se poursuit, la plante se déshydratera naturellement et mourra.

La transpiration et la vie sur terre sont entrelacées

Toutes les plantes participent à la transpiration. C'est l'équivalent végétal de la respiration, une composante essentielle du maintien de toute vie sur Terre.

Il s'agit d'un pas dans le cycle de l'eau par lequel l'humidité est tirée du sol et remise dans l'atmosphère pour devenir des nuages ​​et produire des précipitations.

Près de 100% de l'humidité intégrée par les plantes est finalement libérée dans l'air sous forme de vapeur d'eau.

La transpiration contribue à l'humidité, rendant la vie sur terre plus confortable pour tout le monde et tout.

Les zones qui ont un grand nombre d'arbres ont également de grandes quantités de précipitations.

D'où les chutes de neige abondantes dans le nord des États-Unis et la pluie abondante dans les forêts tropicales bien nommées.

C'est pourquoi la gestion des forêts responsables est une réduction de la réduction des précisions essentielles en une transpiration et une précipitation réduites.