Les plantes de la première série n'ont pratiquement pas su germer, alors que les témoins, à l'exception de un, ont tous atteint assez rapidement une taille de 1,5 à 12 cm. La majorité des plantes témoins ont germé à partir du cinquième jour, alors que les plantes sur le clinostat n'ont commencé à germer qu'après le huitième jour. En plus, une grande partie des plantes sur le clinostat sont devenues brunes et ramollies après une dizaine de jours.
Ceci montre que la faible gravitation a gravement perturbé les plantes, et, en particulier, leur croissance.
J'ai essayé de faire pousser les plantes dans des conditions normales après l'étude, mais elles n'ont pas réussi.
(voir figure 4: l'état des plantes de la série 1 qui ont le mieux résisté aux effets causés par le clinostat)
Figure 4: Quelques plantes de la série 1 après l'étude
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Remarque:
Les plantes sur le clinostat , de part leur rotation, ont également été soumises à la résistance de l'air. Ceci, ainsi que le fait que l'ouate séchait vite, pourrait expliquer en partie pourquoi les plantes ont eu du mal à germer.
Expérience supplémentaire: la germination de cresson alénois
Etant donné que le cresson alénois (Lepidum officiale) est considéré comme une plante qui germe très facilement, j'en ai également fait germer sur le clinostat, à une vitesse de 10 tours en 14,50 secondes (= 5,7 m/s2).
Ainsi, de part le choix de la plante et de part les conditions auxquelles ces plantes ont été soumises lors de la germination, la probabilité que les graines germent était plus grande que pour les graines de tournesol des séries 1, 2, 3, et 4.
La germination des graines de cresson devait me rassurer qu'il n'est pas impossible de faire germer des graines sur mon clinostat.
Les autres conditions (température, obscurité,...) étaient les mêmes que pour les plantes de tournesol.
Le cresson sur le clinostat a su aussi bien pousser que son témoin. Après 3 jours, les plantes sur le clinostat et les plantes témoins avaient germé (voir figure 5), et après 6 jours, elles avaient atteint une taille de 4 cm . Ensuite, elles ont continué à pousser sans problème dans un milieu de culture normal (voir figure 6).
J'avais donc la preuve que si les graines de tournesol poussaient différemment sur le clinostat que dans des conditions normales, ceci devait être dû principalement aux réactions microgravitropiques, et non à la résistance de l'air, ni au dessèchement rapide, ni à un mauvais fonctionnement du clinostat.
Figure 5: Le cresson a germé après 3 jours
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Figure 6: Le cresson pousse dans un milieu de culture normal après l'étude
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Lors de la deuxième, de la troisième, et de la quatrième série, les plantes sur le clinostat ont réussi à germer. Cependant, la croissance des plantes sur le clinostat reste nettement inférieure à celle des plantes témoins. En plus, les plantes témoins produisent après quelques jours des racines secondaires, alors que la plupart des plantes sur le clinostat deviennent molles et brunes. L'hypocotyle de certaines plantes sur le clinostat se forment en spirale (comme un tire-bouchon), comme si elles poussaient un peu dans chaque direction.
Il me semble que les plantes se développent mieux sur le clinostat si leur germination dans des conditions normales avant l'expérience a duré plus longtemps. (voir figure 7 pour l'état des plantes de la série 2 après l'étude, figure 8 pour l'état des plantes de la série 3, figure 9 pour l'état des plantes de la série 4)
Figure 7: Les plantes de la série 2 après l'étude
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Figure 8: Les plantes de la série 3 après l'étude
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Figure 9: Six plantes de la série 4 après l'étude
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L'étude a été faite en différentes séries, aux vitesses suivantes de la roue: 10 tours en 17,47 secondes (= 4 m/s2); en 17,25 secondes (= 4,2 m/s2); en 17,00 secondes (= 4,3 m/s2); en 16,49 secondes (= 4,5 m/s2); en 16,10 secondes (= 4,7 m/s2); en 15,80 secondes (= 4,8 m/s2); en 15,30 secondes (= 5,3 m/s2); en 14,50 secondes (= 5,7 m/s2); en 13,60 secondes (= 6,5 m/s2); en 12,60 secondes (= 7,5 m/s2); et en 12,20 secondes (= 8,3 m/s2).
Les haricots ont réussi à s'orienter vers le centre de la roue lorsqu'ils étaient soumis à une accélération de 4 m/s2 après 4 heures (voir figure 10). Les pois chiches ont pu faire de même après 8 heures. Quelques tournesols ont pu s'orienter correctement à 4,8 m/s2, mais la plupart des tournesols ont eu besoin de 6,5 m/s2 pour s'orienter vers le centre de la roue en 5 heures. Les pois ont eu besoin d'une force de 4,5 m/s2, les plantules de potiron ont eu besoin de 5,1 m/s2, et les germes de soja et de cresson ont eu besoin de 8,3 m/s2 pour s'orienter correctement en 4 heures.
A une force gravitationnelle inférieure à celle dont chaque plante avait besoin pour la ressentir et pour s'orienter vers le centre de la roue, les plantes sont devenues toutes molles et ont finalement bougé dans n'importe quelle direction sur le clinostat (voir figure 11 et 12).
A une force gravitationnelle supérieure au minimum nécessaire pour que les plantes puissent pousser normalement4, les plantes se sont, après un certain temps, appelé temps de réaction, orientées avec la tige vers le centre de la roue4.
La première étude nous a montré qu'une diminution de la force gravitationnelle est perçue par les plantes de tournesol, et que la croissance de celles-ci est freinée de manière importante. Les graines qui ont germé dans des conditions normales pendant quelques jours avant d'être placées sur le clinostat semblent avoir mieux su faire face à la variation de gravitation.
Le cresson n'a pas été sensible à la diminution de l'intensité du champ gravitationnel jusque 5,7 m/s2. Les graines ont germé normalement. Malheureusement, je n'ai plus eu le temps de faire pousser des graines de tournesol soumises à cette gravitation pour comparer. La plantation de cresson a quand même suffi pour prouver qu'il n'est pas impossible pour des graines de germer sur le clinostat.
Il semble y avoir une différence de sensibilité face aux forces microgravitationnelles entre les différentes plantes.
C'est justement cette variation de sensibilité gravitropique qui a été étudiée plus en détail dans la deuxième étude.
En effet, la deuxième étude nous a montré que la sensibilité gravitropique n'était pas la même d'une plante à l'autre. Chaque plante étudiée a une force gravitationnelle " de seuil " au-delà de laquelle elle pousse normalement, et en-dessous de laquelle elle se ramollit et périt rapidement. Chaque plante a mis un certain temps jusqu'à ce qu'elle soit orientée avec la tige vers le centre de la roue et les racines vers l'extérieur de la roue. Ce temps est appelé temps de réaction et comprend le temps de latence et le temps d'impression. Dans cette étude-ci, le temps de réaction a varié entre 4 et 8 heures.
Il semble que les plantes qui ont un gros hypocotyle et beaucoup de racines secondaires résistent mieux à une faible gravitation que des plantes à hypocotyle fragile. Chaque plante étudiée a réussi à pousser à une accélération inférieure à l'intensité du champ gravitationnel terrestre qui vaut 9,81 m/s2, soit 1 G.
N.B.: Dans la première étude, le cresson a germé beaucoup plus facilement que le tournesol, alors que dans la deuxième étude on constate que les plantes de cresson nécessitent une force gravitationnelle bien plus élevée que les plantes de tournesol pour s'orienter normalement. Ceci s'explique probablement par le fait que le cresson germe en général très facilement, mais que, une fois âgé de 12 jours, il a beaucoup plus de mal à s'orienter parce qu'il est fort fragile.
Figure 10: Plante de haricot orientée vers le centre de la roue
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Figure 11: Plante de pois soumise à une force gravitationnelle trop basse
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Figure 12: Plante de potiron soumise à une force gravitationnelle trop basse
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