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Métabolites secondaires chez les végétaux
Métabolites secondaires chez les végétaux


Hevea brasiliensis : cet arbre de la famille
des Euphorbiacées fournit un abondant latex
à partir duquel on fabrique le caoutchouc
Les plantes produisent un grand nombre de composés pour lesquels on ne sait pas toujours le rôle qu'ils jouent exactement pour la plante.

Ces composés ne sont pas produits directement lors de la photosynthèse, mais résultent de réactions chimiques ultérieures. On les appelle donc des métabolites secondaires.

On a découvert récemment que bon nombre d'entre eux ont un rôle défensif pour les plantes.


Les métabolites secondaires comportent deux types de composés :

» les composés phénoliques qui interviennent dans les interactions plante-plante (allélopathie, inhibition de la germination et de la croissance). Parmi ces composés, on citera la lignine, les flavonoïdes, les phénylpropanoïdes et les anthocyanes.

» les composés azotés qui comprennent les alcaloïdes et les glycosides. Ces derniers relarguent de l'acide cyanhydrique quand les plantes sont abîmées. Ils sont synthétisés à partir d'acides aminés. On citera la nicotine, l'atropine, la codéine, la lupinine ; les terpènes, les poly-isoprènes.

Ces métabolites jouent souvent un rôle de défense de la plante qui les fabrique.

Leurs rôles sont multiples:

________» Ils ont une action anti-herbivores (menthe)

________» Ils peuvent se comporter comme des réducteurs de la digestibilité

________» Ils inhibent les attaques des bactéries et des champignons

________» Ils interviennent dans la structure des plantes (lignines et tannins)

Beaucoup de composés secondaires sont toxiques, ils sont alors stockés dans des vésicules spécifiques ou dans la vacuole.

On trouve des métabolites secondaires dans toutes les parties des plantes, mais ils sont distribués différemment selon leurs rôles défensifs. Cette distribution varie d'une plante à l'autre.




Les principales familles de métabolites secondaires chez les plantes.

I. Les mucilages

Les mucilages sont des polymères complexes de fucose, d'acide glucorinique et d'acide manuronnique. Ce sont de substances que l'on trouve comme constituant important des algues pluricellulaires. Chez les végétaux supérieurs, les mucilages se trouvent essentiellement dans la sève. On ignore l'utilité exacte des mucilages pour les plantes. Diverses hypothèses font état que les mucilages pourraient être des cicatrisants.

Les mucilages sont des mélanges colloïdaux qui gonflent avec l'eau (agar agar).

On trouve des mucilages chez pratiquement toutes les plantes, mais certaines en sont plus riches que d'autres. On trouve bien entendu des mucilages chez les algues (fucales). Chez les plantes supérieures, diverses scrofulariacées, des malvales, des violales, divers lauriers, les tilleuls contiennent des quantités significatives de mucilages.

II. Les gommes et les résines

Les gommes et les résines sont des substances produites par la plante à la suite d'une blessure.

Les résines sont surtout produites par les résineux, c'est-à-dire les pins, les sapins, les épicéas et d'une manière générale les gymnospermes.

Les gommes (gomme arabique, gomme adragante, etc.) sont surtout produites par des clusiacées ou guttifères, diverses légumineuses (astragale) et des urticales.

III. Les tannins

Les tannins sont des substances présentes essentiellement dans les écorces. Ce sont des polymères (polyphénols). Ils forment, après coagulation, des composés très stables avec les protéines.

Les plantes riches en tannins sont très nombreuses. On trouvera une liste de ces plantes sur un site de l'encyclopédie Wikipédia :
http://fr.wikipedia.org/wiki/Liste_des_plantes_utiles.

Les tannins ont pour effet principal, pour les plantes, de les rendre peu digestibles. Les acides phénoliques libres dans les cytoplasmes des cellules empêchent la digestion, par les herbivores (insectes surtout et leurs larves, chenilles essentiellement), des tissus végétaux en bloquant leurs enzymes digestives.

IV. Les hétérosides

a) Saponosides

Les saponosides sont des substances dont la particularité est de mousser avec l'eau. Ces substances, légèrement caustiques et irritantes, probablement toxiques, rendent les plantes qui en contiennent tout à fait immangeables. C'est particulièrement le cas de notre saponaire (Saponaria officinalis). Diverses espèces contiennent des saponosides, par exemple, le marronnier d'Inde. Voir la liste sur :
http://fr.wikipedia.org/wiki/Liste_des_plantes_utiles.

b) Cardiotoniques

Le muguet, la digitale pourpre sont quelques-unes de nos plantes plutôt riches en hétérosides cardiotoniques. Leur consommation peut être fatale pour les animaux qui en abuseraient.

c) Anthracéniques

Les renouées, la bourdaine, le nerprun contiennent des hétérosides anthracéniques. Ces plantes provoquent chez les animaux qui les consomment des troubles digestifs plus ou moins importants. Ces substances sont de puissants laxatifs et purgatifs.

d) Cyanogènes

Les plantes qui contiennent des hétérosides cyanogènes, quand on les froisse ou quand on blesse un de leurs organes, libèrent de l'acide cyanhydrique (odeur et goût d'amande amère). Outre le côté toxique de ces plantes quand on en abuse (cerises au kirsch), l'acide cyanhydrique leur donne souvent aussi un très mauvais goût.

Divers lauriers, des prunus et autres rosacées, le manioc, etc. sont des plantes riches en hétérosides cyanogènes.

e) Lactoniques

La Suze est caractéristiquement un apéritif où des amers sont développés par les hétérosides lactoniques de la grande gentiane. Le goût amer de ces composés peut à lui seul expliquer le peu d'appétence que manifestent divers herbivores à l'égard de ces plantes.

L'homme, au contraire, met beaucoup à profit les amers de ces plantes dans des solutions alcoolisées pour la fabrication d'un nombre important d'apéritifs (vermouth, quinquina, gentiane, etc.)

f) Sulfurés

Les hétérosides soufrés sont surtout perçus " au nez " puisque leur humeur provoque une constriction sinusale caractéristique, surtout au niveau des sinus frontaux. On retrouve ces hétérosides dans certains vins soufrés, naturellement. Diverses crucifères et des liliales contiennent ces composés.

V. Les huiles essentielles

Les huiles essentielles sont des essences (terpènes) très volatiles, non miscibles à l'eau et souvent parfumées.

On trouvera la liste des plantes contenant des huiles essentielles sur :
http://fr.wikipedia.org/wiki/Liste_des_plantes_utiles

VI. Les latex

Les latex sont des substances sécrétées ou fabriquées par des cellules laticifères (vraies ou anastomosées) et qui ont la particularité de se solidifier au contact de l'air. Le latex de l'hévéa est utilisé dans l'industrie du caoutchouc.

Le latex est un caractère de défense qui apparaît dans de nombreuses familles différentes sous forme de résines, de gommes ou d'une sécrétion laiteuse.

Le latex a une double fonction de défense. Quand un insecte ravageur (termite, chenille, larve de charançon...) pénètre dans l'écorce d'un arbre en bonne santé et producteur de latex ou mange l'une de ses feuilles, l'arbre envoie à la tête de l'insecte un jet de gel collant. Celui-ci se solidifie dans les pièces buccales de l'insecte qui ne peut plus se nourrir et meurt rapidement. Ceci stoppe la plupart des insectes non spécialisés dans la lutte contre le latex. Même si l'insecte survit à cette première forme de défense, le latex contient des substances chimiques qui le tuent.

Cette forme de défense est énergétiquement très coûteuse pour la plante.

Cependant certains insectes ont trouvé une parade contre cette forme de défense: ils coupent les vaisseaux des feuilles, le latex s'écoule. Les insectes mangent la feuille une fois drainée. Mais certaines plantes ont résolu ce problème: Carita papaya, par exemple, a un réseau de vaisseaux comportant des dérivations. Le latex peut alors passer d'un vaisseau endommagé à un vaisseau voisin, ce qui empêche le drainage de la feuille.

Les latex ne sont pas que des défenses physiques. La plupart d'entre eux contiennent aussi des produits plus ou moins toxiques, par exemple des alcaloïdes.

Les papavéracées (pavot), les composées (pissenlit) et les euphorbiacées sont parmi les plantes particulièrement riches en latex.

VII. Les alcaloïdes

Voir la page " Alcaloïdes "

VIII. Les réducteurs de digestibilité

Toutes les plantes possèdent des caractères leur permettant de réduire l'intensité des attaques par les herbivores en se dotant de dispositifs visant à réduire la digestibilité de leurs tissus (voir aussi Mimosas / Acacias).

Il existe des réducteurs de digestibilité à différents niveaux dans les plantes, par exemple :

» La cellulose et l'hémicellulose qui représentent 80 à 90% du poids sec de la plupart des plantes, réduisent la digestibilité des tissus végétaux.

» La lignine qui durcit les tissus des plantes et gêne la digestion des tissus végétaux : elle se lie aux enzymes du tube digestif des insectes herbivores.

» Les cutines qui sont des cires non phénoliques et forment la cuticule.

» La silice qui durcit les parois des cellules végétales et ne peut absolument pas être digérée par les herbivores. Chez les vertébrés, la silice bloque en plus le tractus urinaire et abîme les dents. Cependant, les expériences semblent montrer que la silice est plus efficace contre les invertébrés que contre les vertébrés.

» Les tannins qui empêchent la digestion des tissus végétaux mangés par des herbivores en bloquant leurs enzymes digestives (voir plus haut).

» Les enzymes hydrolytiques, comme les glucanases et les lysozymes, et de nombreuses classes d'inhibiteurs d'enzyme. Ces molécules sont actives contre les enzymes du tube digestif des insectes.

» Des lectines qui se lient à la chitine des insectes et que l'on trouve communément dans les grains des céréales, ainsi que dans les tomates, les pommes de terre ou le latex de certains arbres. La chitine se trouve dans l'exosquelette des insectes et dans les parois des champignons. Les lectines ont donc un rôle double dans la protection des plantes : elles limitent la croissance des hyphes des pathogènes et elles se lient à la paroi du tube digestif des insectes, interdisant ainsi une absorption efficace des nutriments.




Métabolites secondaires des plantes et comportement animal :
http://tel.ccsd.cnrs.fr/documents/archives0/00/00/61/70/index_fr.html

Un site Internet dédié aux moyens de défense des végétaux :
http://quasimodo.versailles.inra.fr/inapg/reactdef/index.htm

Défense des végétaux :
http://fr.wikipedia.org/wiki/D%C3%A9fense_des_cultures

Un cours de botanique :
http://www.123bio.net/cours/bv/index.html

La liste des plantes selon leur utilité et/ou leur utilisation :
http://fr.wikipedia.org/wiki/Liste_des_plantes_utiles

LIPIDES, TERPÈNES et STÉROIDES
http://gfev.univ-tln.fr/Lipides/LipiTerpStero.htm

Terpènes
http://membres.lycos.fr/jjww/51.htm
http://membres.lycos.fr/jjww/516.htm


http://fr.wikipedia.org/wiki/Terp%C3%A8ne

Métabolisme secondaire des végétaux
http://www2.unil.ch/lpc/images/docu04/illustr_metabo.htm

Composés terpéniques
http://www.refer.mg/cours/wcl/ter/te1.htm

Terpènes / Huiles essentielles / Polysaccharides des algues
http://www.refer.mg/cours/wcl/ag/ag.htm

Epices :
http://www.toildepices.com/

Dossier - Les arômes alimentaires :
http://www.snv.jussieu.fr/vie/dossiers/aromes/nature-arome/aromes.htm






[ Corrélats : Terpènes / Alcaloïdes / Hallucinogènes / ...]

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