Le port d'une plante est l'essentiel de ce que l'on peut appréhender du phénotype de celle-ci au premier regard. Ce port dépend de la disposition des feuilles et des ramifications (les feuilles axillent les bourgeons qui donnent les ramifications).

On se pose le problème de savoir ce qui conditionne le phénotype d'un végétal, ce qui revient ici à poser le problème suivant...

Problème : La disposition des feuilles est-elle dépendante du génotype ou de l'environnement ?

Hypothèse : Le génotype détermine une disposition qui peut être modifiée par l'environnement.

Conséquence vérifiable : Si l'hypothèse est vérifiée, alors tous les individus de la même espèce présenteront la même disposition, quel que soit l'environnement.

Mesure expérimentale : Pour caractériser la disposition des feuilles, il faut déterminer si elles sont disposées sur une ou plusieurs spirales, et une ou plusieurs génératices (un cours précédent a défini la phyllotaxie, et présenté les différents types d'insertions des feuilles : opposées, alternes, verticillées)

Le matériel végétal retenu est la pomme de terre

Pied de pomme de terre en fleur - © CJBN	Dessin de l'appareil végétatif et reproducteur - © apsnet
	A : fleur F : racines B : feuille G : bourgeon axillaire C : oeil D : tubercule nouveau b : détail d'une fleur E : tubercule d'origine c : fruits

Le tubercule de pomme de terre est une tige souterraine renflée sur laquelle il est facile de déterminer les spirales et les génératrices reliant les bourgeons (yeux de la pomme de terre), et caractérisant donc sa phyllotaxie.

	Gros plan sur un oeil de pomme de terre : à l'aisselle d'une feuille, dont il ne reste qu'une cicatrice, se trouve un bourgeon axillaire ainsi que deux petits bourgeons latéraux, eux même axillés par de petites feuilles. (voir dessin d'interprétation d'un oeil ci dessous)

Travail : munis de marqueurs, les élèves, qui ont reçu chacun un tubercule, entourent tous les yeux (la confusion est facile avec des taches ou des cicatrices : pour bien les repérer, un gros plan est montré sur vidéo par le professeur).
Puis ils relient le bourgeon terminal à la cicatrice de la queue (repérés sous vidéo) :
- d'une spirale passant part tous les bourgeons de proche en proche
- de génératices (lignes droites reliant le bourgeon terminal à la cicatrice en passant par un ou plusieurs bourgeons)

Résultat :

Vue depuis le bourgeon terminal	Les bourgeons sont situés sur une spirale, toutes les deux intersections avec une génératrice.
Vue depuis la cicatrice de la queue

Une vue animée sur 360° est disponible en téléchargement ICI au format AVI (295 Kos)

Exploitation : le résultat est dessiné, légendé, décrit. On effectue une comparaison entre les pommes de terre des différents élèves : toutes, quelles que soient par ailleurs leur forme ou leur taille, possèdent une spirale et 5 génératrices. Les bourgeons sont disposés toutes les deux intersections de spirales et de génératrices, c'est à dire qu'il y a un angle de 2/5*360=144 degrés entre chaque bourgeon et celui situé immédiatement au dessus ou en dessous.

Interprétation et conclusion : La même phyllotaxie est observée sur chacune des pommes de terre, bien qu'elles proviennent de champs différents (milieux différents) : c'est une structure invariante, quel que soit l'environnement : c'est un plan d'organisation du végétal qui dépend du génotype. On observe par contre que la forme, la taille du tubercule sont variables, ce que l'on peut attribuer à l'environnement (maladies, température, climat, maturité, alimentation...).
La disposition des feuilles est donc déterminée par le génotype, l'environnement extérieur modifiant ensuite le phénotype.

Pour en savoir plus...

Quelle hypothétique valeur adaptative peut-on donner à cette disposition ?
Cet angle fait partie d'une suite de nombre : 108°, 120°, 144°, 135°, 138° 28', 137° 6', 137° 39', ... déterminés par une loi mathématique, celle de la suite de Fibonacci : plus on s'élève dans la série de Fibonacci et plus le rapport de deux nombres consécutifs tend vers le nombre d'or... Quelle est la signification de cette série dans un végétal ? Dans une plante dont les feuilles seraient disposées selon le nombre d'or (angle de 137° 30' 28"), la disposition se trouverait optimisée de telle sorte qu'aucune feuille ne se trouverait exactement sous une autre, et aurait ainsi droit à sa part de soleil... Les végétaux pouvant ainsi opérer la photosynthèse plus efficacement seraient donc le résultat d'une sélection naturelle...

Pour les amoureux de la pomme de terre : le tubercule en long, en large et en travers, un bon résumé sur ce site : http://sddelorm.free.fr/potager/pdt/pdt.htm