Fiche d'Activité : Observation des stomates in situ

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Fiche d'Activité : Observation des stomates in situ

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L’observation des stomates entre dans l’analyse de la perception sensorielle des plantes, en l’occurrence afin d’étudier leur réaction aux résonances mécaniques tel qu’une fréquence sonore répétitive.
Toutefois cette expérience ne permet pas d’observer les stomates de manière classique, c’est à dire par la coloration d’une feuille coupée. Il faut faire autrement, et la technique utilisée pourrait faire également l’objet d’une publication si elle fonctionne bien, en plus de la publication quand aux résultats [1].

Problématique

La résonance des matériaux est connue, et a été rendue célèbre par la fameuse règle donnée aux régiments d’infanterie de rompre la cadence de marche sur les ponts suite à l’écroulement d’un ouvrage qui s’était mis en résonance avec le rythme de marche des fantassins.

L’objectif est ici d’observer si les stomates réagissent (s’ouvrent et se ferment) si la plante est soumise à un son répétitif par exemple. On peut aisément imaginer les applications.

Si l’on veut observer la réaction mécanique des stomates soumis à une oscillation sonore il nous faut les laisser en vie. Donc les observer sur la plante. Que cette plante soit coupée en vase ou non coupée en terre peut être indifférent, bien que si l’on veuille étudier les réactions d’une même plante à diverses périodes de son horloge biologique journalière ou saisonnière il puisse être intéressant de la conserver « en terre ». Je mets en terre entre paragraphes parce que nous pourrons parfois avoir besoin de recourrir à la culture hors sol. explications...

Cultures

- Culture hors sol : Si la coloration est nécessaire pour l’observation - ce qui n’est pas forcément le cas donc à étudier d’abord - il faut privilégier une culture hors sol des plantes étudiées afin, comme nous le verrons par la suite, de pouvoir les colorer sans avoir à prélever d’échantillons. Les racines doivent dans ce cas tremper directement dans l’eau sans présence de terre.

- Culture en pot : Dans tous les cas il faudra penser à rendre les cultures manipulables le plus facilement possible, donc prévoir d’avantage des petits pots que des gros.

- Culture en extérieur : Après les observations en laboratoire il serait intéressant de comparer nos résultats avec une observation en extérieur. Sur différentes plantes. Dans ce cas c’est plutôt notre système d’observation qu’il faudra adapter.

Observation - Si nous utilions la technique du moulage les moyens d’observations sont décrites dans l’article en pièce jointe

Il ne peut être utilisé un microscope de manière classique car nous ne pouvons pas observer d’échantillons si nous désirons étudier la réaction de la plante dans son ensemble, et donc nous n’aurons pas la transparence nécessaire pour un éclairage par l’arrière.

Difficile également d’utiliser un microscope électronique car la chambre d’observation est bien trop contiguë pour pouvoir y installer une plante et le système d’émission sonore. De plus c’est cher et l’idée reste toujours de rendre la Science accessible au plus grand nombre.

- Microscope inversé : Les microscopes inversés permettent l’observation d’objets colorés ou non colorés tels que les cellules en culture ou les micro-organismes vivants. Il doit donc être possible d’utiliser cet instrument pour observer la surface d’une feuille. En utilisant des objectifs à optique infinie les images obtenues sont précises et lumineuses et les longues distances de travail permettent l’examen d’objets volumineux.

- Le microscope de Rife : Ne devrions-nous pas aussi nous lancer dans la construction du microscope de Rife, capable de grossir jusqu’à x 30’000 voir même jusqu’à x 60’000 ? Le microscope réalisé à l’époque par M. RIFE n’a pas encore été reproduit par l’industrie mais n’attend que ça. Sur ce site on trouvera le rubrique « The Rife Microscope » sur lequel on verra l’une des versions actuellement conservée aux Musée des Sciences de Londres et qui a fait dernièrement l’objet d’une toute petite étude matérielle et historique. Objectif Sciences a accès aux plans du microscope, donc la porte est ouverte mais cela pourrait nous revenir assez cher (mais moins que certains instruments du commerce qui ne montent pourtant qu’à 600) et rien ne prouve encore à ce jour que le microscope fonctionne réellement puisque des prototypes modernes n’ont pas encore été réalisés (cela pourrait d’ailleurs faire l’objet d’une recherche en Club ou d’un montage en camp de juillet, y compris pour déceler si il s’agit d’un canular scientifique ou d’une superbe innovation).

- Eclairage

L’éclairage devrait être fait en lumière froide car sinon nous ajouterions un paramètre supplémentaire jouant sur l’ouverture ou la fermeture des stomates (les feuilles s’isolent de la chaleur en refermant leurs stomates...). Faut-il prévoir une lumière polarisée ?

Coloration - Si nous utilisons la technique du moulage alors les questions ci-dessous sont caduques (les feuilles, elles, ne le sont pas... caduques... lol)

- Sans coloration : Suivant la qualité du grossissement la coloration pourrait s’avérer ne pas être nécessaire. A vérifier.

- Rouge neutre : Si l’on doit colorer les feuilles afin d’assurer un meilleur relief d’observation, il est alors possible de saturer l’eau de culture des plantes en rouge neutre et attendre qu’elles soient complètement colorées via la progression de la sève.

- Argent : Si la coloration au rouge neutre s’avère insuffisante il est possible de saturer l’eau de culture en solution d’argent et de faire les observations par infrarouge, soit via un capteur ccd infrarouge, soit avec des clichés argentiques avec les pellicules infrarouge de Kodak par exemple, qui permet de visualiser l’argent à travers les parois de la plante.

- Sans coloration mais vision par infrarouge : Il faudrait également étudier ce qu’une observation infrarouge par fausses couleurs (les mêmes pellicules Kodak ci-dessus) ou traitées par ordinateur nous permettrait éventuellement de mettre en valeur comme relief sans que l’on ait forcément besoin de faire de coloration.

Emission sonore

- Matériel : Deux hauts parleurs disposés de chaque côté de la plante et un amplificateur de qualités feront l’affaire.

- Le Son : Les plans existent, et je les posterai ici, d’une table électronique sur laquelle les jeunes peuvent définir une série de plusieurs dizaines de sons différents, allant du grave à l’aigu, aux oscillations rapides ou plus lentes. Ainsi ils peuvent mener toute une série d’observations afin de définir quelles oscillations sonores permettent d’ouvrir les stomates en fonction des divers environnements de la plante.

Notes:

[1Depuis la rédaction initiale de cet Fiche nous avons trouvé une technique qui pourrait convenir, voir la pièce jointe « Une alternative pour la mesure de l’ouverture des stomates »

Photos / Vidéos

Au microscope optique

Au microscope électronique

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