TD interactions plantes et micro-organisme
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TD 03 de l’interaction entre plantes et micro-organismes Le stress hydrique 1. Introduction : On parle de pénurie d'eau ou stress hydrique quand la demande en eau dépasse les ressources disponibles. L'ONU estime qu'en 2025, 25 pays africains devraient souffrir de pénurie d'eau ou de stress hydrique. Dans plusieurs régions du monde, la pression sur l'eau est de plus en plus forte, notamment dans la grande plaine du nord de la Chine, au Pendjab en Inde / Pakistan et dans plusieurs pays et régions d'Afrique, d'une part parce que les prélèvements faits par l'Homme dans les eaux superficielles ou de nappes augmentent et parfois d'autre part car en raison du réchauffement climatique le cycle de l'eau est perturbé.
Figure 01: Le stress hydrique en Afrique Les pays touchés par le stress hydrique sont ceux dont la disponibilité en eau par an et par habitant est inférieure à 1 700 m3, dans les zones arides notamment. En dessous de 1 000 m3/hab/an, on parle de pénurie d'eau. Les pays du Proche-Orient, du Moyen-Orient, d'Afrique et de l'Asie sont considérablement touchés par ce phénomène. Le stress hydrique est aussi un indicateur en pourcentage faisant le rapport entre le besoin en eau et les ressources disponibles. Celui-ci peut atteindre ou excéder les 100 %. Le stock de neige hivernale est dans l'hémisphère nord une source essentielle d'eau printanière voire estivale pour de nombreux cours d'eau . Une étude publiée début 2017 dans Nature Climate Change conclue qu'un réchauffement du climat en montagne peut dans certaines régions ralentir la fonte de neige : « moins de neige accumulée sur le sol » fondra plus tôt en saison, mais aussi plus lentement (au lieu de perdurer jusqu'en été et libérer une grande quantité d’eau en fondant rapidement). En effet, l'inertie thermique de la masse de neige sera moindre, et plus tôt en saison les températures nocturnes sont plus basses alors que de jour le soleil est plus bas et chauffe moins. Or une fusion précoce et ralentie de la neige favorise l'évaporation, au détriment des hauts débits normalement générés par la fonte tardive d'une grosse Stress hydrique/responsable TD Mr : Ziri Mohammed Abderrahmane
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couche de neige qui alimentent les ruisseaux puis les nappes et les cours d'eau (jusqu'à des centaines ou milliers de kilomètres loin en aval). Une fonte des neiges un peu plus précoce et plus lente est déjà constatée. Elle affecte la qualité et la temporalité du cycle de l'eau , notamment en montagne en Amérique du Nord ainsi que sa temporalité Ce phénomène devrait se poursuivre et s'amplifier au détriment de la recharge des nappes phréatiques , voire au risque d’interrompre le cycle de l’eau sans certaines régions. Là le stress hydrique induit risque de fortement diminuer la capacité de puits de carbone des sols, forestiers et de dégrader les sols ainsi que les zones humides, tout en exacerbant le risque de feux de forêt et en dégradant l'écologie des cours d'eau . 2. Définition de ce phénomène : En biologie le stress hydrique, ou osmotique, est le stress subi par une plante placée dans un environnement qui amène à ce que la quantité d'eau transpirée par la plante soit supérieure à la quantité qu'elle absorbe. Ce stress se rencontre en période de sécheresse, mais aussi lors de l'augmentation de la salinité du milieu (conduisant à l'abaissement du potentiel osmotique du milieu) ou en période de froid. Tout d'abord, le stress hydrique baisse la croissance et la productivité encore plus que tous les autres stress. Parfois, des changements dans les gènes ou dans la biochimie de la plante peuvent induire plus de productivité, par exemple la plante va faire de nouvelles racines, en particulier en surface, pour pouvoir absorber plus d'eau. Au niveau cellulaire, la conformation des membranes, l'organisation des chloroplastes et l'activité des enzymes sont affectées. La plante devient plus sensible aux autres stress. Les végétaux qui poussent sur des sols ayant peu de réserve en eau utilisent deux stratégies : la tolérance et l'évitement. Dans le cas de la tolérance, le métabolisme fonctionne malgré une faible quantité d'eau, des ions et des solutés s'accumulent dans la vacuole. En effet, plus la solution est concentrée et plus l’attraction est forte, plus le potentiel hydrique est faible et moins l’eau est libre de quitter la solution. Dans le cas de l'évitement, la réduction de la transpiration est un élément essentiel de la résistance à la sécheresse car elle permet le maintien d'un potentiel hydrique élevé. Cette diminution s'obtient par la réduction et la protection de la surface transpirante, ou encore l'enfoncement des stomates, et même la production d'hormones comme la cytokinine . Exemple d'espèces adaptées au stress hydrique : sclérophytes, malacophytes, éphémérophyte, psammophores... D'autres espèces sont adaptées à l'inondation, comme le riz, grâce à diverses enzymes.
Figure 02 : La carte mondiale du stress hydrique Stress hydrique/responsable TD Mr : Ziri Mohammed Abderrahmane
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