Cire épicuticulaire - Epicuticular wax

La cire épicuticulaire est un revêtement de cire recouvrant la surface externe de la cuticule des plantes dans les plantes terrestres . Il peut former une pellicule blanchâtre ou fleurir sur les feuilles, les fruits et d'autres organes végétaux. Chimiquement, il se compose de composés organiques hydrophobes, principalement des hydrocarbures aliphatiques à chaîne droite avec ou sans une variété de groupes fonctionnels substitués . Les principales fonctions de la cire épicuticulaire sont de diminuer le mouillage de la surface et la perte d'humidité. D'autres fonctions incluent la réflexion de la lumière ultraviolette, aidant à la formation d'une surface ultrahydrophobe et autonettoyante et agissant comme une surface anti-escalade.

Composition chimique

Les constituants courants de la cire épicuticulaire sont principalement des hydrocarbures aliphatiques à chaîne droite qui peuvent être saturés ou insaturés et contenir une variété de groupes fonctionnels. Les paraffines sont présentes dans les feuilles de pois et de choux , les esters d' alkyle dans les feuilles de palmier carnauba et de bananier , l' alcool secondaire asymétrique 10-nonacosanol dans la plupart des gymnospermes tels que le Ginkgo biloba et l'épicéa de Sitka , de nombreuses Ranunculaceae , Papaveraceae et Rosacées et certaines mousses , symétriques. alcools secondaires chez les Brassicacées dont Arabidopsis thaliana , alcools primaires (principalement l' octacosan-1-ol ) dans la plupart des graminées Poaceae , Eucalyptus et légumineuses parmi de nombreux autres groupes végétaux, β- dicétones dans de nombreuses graminées, Eucalyptus , buis Buxus et les Ericaceae , aldéhydes chez les jeunes feuilles de hêtre , chaumes de canne à sucre et citron et triterpènes dans les cires de fruits de pomme , prune et raisin . Les constituants cycliques sont souvent enregistrés dans les cires épicuticulaires mais sont généralement des constituants mineurs. Ils peuvent comprendre des phytostérols tels que le β-sitostérol et des triterpénoïdes pentacycliques tels que l'acide ursolique et l'acide oléanolique et leurs précurseurs respectifs, la -amyrine et la -amyrine.

Farine

De nombreuses espèces du genre Primula et des fougères telles que Cheilanthes , Pityrogramma et Notholaena produisent une sécrétion glandulaire farineuse, blanchâtre à jaune pâle connue sous le nom de farina qui n'est pas une cire épicuticulaire, mais se compose en grande partie de cristaux d'une classe différente de composés polyphénoliques appelés flavonoïdes . Contrairement à la cire épicuticulaire, la farine est sécrétée par des poils glandulaires spécialisés , plutôt que par la cuticule de tout l'épiderme.

Propriétés physiques

Cristaux de cire épicuticulaire entourant une ouverture stomatique sur la surface inférieure d'une feuille de rose.

Les cires épicuticulaires sont pour la plupart des solides à température ambiante, avec des points de fusion supérieurs à environ 40 °C (100 °F). Ils sont solubles dans les solvants organiques tels que le chloroforme et l' hexane , ce qui les rend accessibles pour l'analyse chimique, mais dans certaines espèces, l'estérification d'acides et d'alcools en estolides ou la polymérisation d'aldéhydes peut donner naissance à des composés insolubles. Les extraits de solvants de cires cuticulaires contiennent à la fois des cires épicuticulaires et cuticulaires, souvent contaminées par les lipides de la membrane cellulaire des cellules sous-jacentes. La cire épicuticulaire peut maintenant également être isolée par des méthodes mécaniques qui distinguent la cire épicuticulaire en dehors de la cuticule végétale de la cire cuticulaire incrustée dans le polymère de la cuticule. En conséquence, ces deux sont maintenant connus pour être chimiquement distincts, bien que le mécanisme qui sépare les espèces moléculaires dans les deux couches soit inconnu. Des études récentes de microscopie électronique à balayage (MEB), de microscopie à force atomique (AFM) et de réflectométrie neutronique sur des films de cire reconstitués ont trouvé des cires épicuticulaires de blé; composé de cristaux épicuticulaires de surface et d'une couche de film de fond poreux sous-jacente qui subit un gonflement au contact de l'eau, indiquant que le film de fond est perméable et sensible au transport de l'eau.

La cire épicuticulaire peut refléter la lumière UV, telle que la couche de cire blanche et crayeuse de Dudleya brittonii , qui a la réflectivité de la lumière ultraviolette (UV) la plus élevée de toutes les substances biologiques naturelles connues.

Le terme « glauque » est utilisé pour désigner tout feuillage, tel que celui de la famille des Crassulaceae , qui apparaît blanchâtre en raison de la couverture cireuse. Les revêtements de flavonoïdes épicuticulaires peuvent être appelés « farina », les plantes elles-mêmes étant décrites comme « farinose » ou « farinacée ».

Cristaux de cire épicuticulaire

La cire épicuticulaire forme des projections cristallines à partir de la surface de la plante, qui améliorent leur imperméabilité, créent une propriété autonettoyante connue sous le nom d' effet lotus et réfléchissent les rayons UV . Les formes des cristaux dépendent des composés de cire qu'ils contiennent. Asymétriques des alcools secondaires et des ß-dicetones forment cire creux nanotubes , tandis que les alcools primaires et symétriques alcools secondaires forment des plaques planes Bien que ceux - ci ont été observées à l' aide du microscope électronique à transmission et à balayage au microscope électronique du processus de croissance des cristaux n'a jamais été observé directement jusqu'à Koch et des collègues ont étudié la croissance de cristaux de cire sur des feuilles de perce - neige ( Galanthus nivalis ) et d'autres espèces à l'aide du microscope à force atomique . Ces études montrent que les cristaux croissent par extension à partir de leurs pointes, soulevant des questions intéressantes sur le mécanisme de transport des molécules.

Voir également

Les références

Bibliographie

  • Eigenbrode, SD (1996). « Cires de surface des plantes et comportement des insectes ». Dans Kerstiens, G. (éd.). Cuticules végétales : une approche fonctionnelle intégrée . Oxford : Bios Scientific Publishers. p. 201-221. ISBN 1-85996-130-4.