Les plantes aquatiques : les hydrophytes & les hélophytes

Les hydrophytes et les hélophytes font partie des plantes adaptées à la vie en milieu aquatique. Elles représentent des catégories de plantes aquatiques adaptées à la vie à proximité de l’eau ou dans l’eau, groupe fonctionnel qui inclut des végétaux très éloignés du point de vue taxonomique, mais avec des points communs liés aux adaptations développées pour vivre dans le même milieu. Quand on parle de plantes aquatiques on distingue plusieurs catégories:

- Les hygrophytes : elles poussent sur terre mais dans des sols très humides.  
- Les hélophytes ou semi-aquatiques : elles se développent dans un sol gorgé d’eau, mais restent quasi-totalement émergées. 
 - Les hydrophytes se divisent en 3 grandes catégories:

• Les amphibies : elles vivent les « pieds dans l’eau » avec leurs racines ancrées dans la vase, mais leurs feuilles sont en                            surface.
• Les flottantes : elles flottent librement en surface sans aucune attache dans le sol.
• Les immergées : elles vivent complètement sous l’eau.

Le terme « milieu aquatique » recouvre bien sûr divers types d’environnements : rivières et cours d’eau, lacs, étangs, mares, marais, mangroves.
Pour les différentes catégories de plantes qui vivent dans l’eau ou à proximité de l’eau la disponibilité de l’eau n’est donc pas problématique.
Cependant les biotopes aquatiques sont contraignants entre autres parce qu’ils sont pauvres en O₂ et en CO₂. Les plantes doivent donc développer des adaptations pour avoir accès à ces gaz dissous dans l’eau. 
Les adaptations morphologiques vont varier quelque peu en fonction de la catégorie de plantes aquatiques. Des adaptations anatomiques sont aussi observées au niveau des différents organes végétatifs.

Les informations sur cette page concernent plus particulièrement les hydrophytes et les hélophytes.

Adaptations morphologiques des hydrophytes

En ce qui concerne les feuilles: celles de plantes flottantes sont souvent rondes, aplaties, de grande taille et fines. Exemple bien connu de la feuille de nénuphar.
Les feuilles de plantes immergées sont souvent fines, allongées et très découpées : étaler ou découper le limbe foliaire est une des adaptations qui permet une meilleure efficacité de la photosynthèse et l’accès au CO₂ en augmentant la surface de contact du limbe avec son environnement. Exemple du myriophylle aquatique.
Plusieurs types de feuilles peuvent être observées sur une même plante qui pousse dans l’air et dans l’eau. Exemple : sagittaire, plantain aquatique,

Ces catégories de plantes, flottantes et immergées, vont développer d'autre part des adaptations pour flotter, résister au courant absorber les nutriments.

Le système racinaire de plantes flottantes et de plantes immergées est en général peu développé et leurs racines jouent un rôle mineur dans l’absorption, celle-ci pouvant de faire par la surface des tiges et des feuilles. Les racines peuvent même être totalement absentes et remplacées par des poils très longs qui sont des pseudo racines. 
Les plantes semi aquatiques développent souvent des racines d’ancrage comme des racines échasses. C'est le cas en particulier d'arbres et d'arbustes, comme les palétuviers qui sont présents dans la mangrove et qui doivent s'ancrer solidement dans ce milieu vaseux.
Les palétuviers typiques des mangroves, et autres arbres dont les racines sont immergées dans l'eau ou dans la vase, développent aussi un autre type de racines appelées "pneumatophores". Ce sont des racines respiratoires, sortes de tubas, ramifications de l'appareil racinaire qui  émergent de la vase ou de l'eau stagnante, milieux asphyxiants (géotropisme négatif) pour de développer plus ou moins à l'air libre. Voir aussi Pneumatophores du cyprès chauve.

Importance des hydrophytes dans l'environnement aquatique

Elles jouent un rôle essentiel dans l'épuration de l’eau
Les hydrophytes consomment certains composés polluants dissous dans l’eau dont certains constituent pour elles des éléments nutritif, éléments qu'elles absorbent à travers leurs organes aériens, surtout les feuilles souvent très ramifiées pour augmenter la surface d'échange avec l'eau. De plus elles produisent de l’oxygène nécessaire à la décomposition des matières organiques aidées par les micro-organismes (bactéries) abrités par les plantes immergées.

Elles sont essentielles pour l'oxygénation de l'eau
Lors de la photosynthèse (transformation du gaz carbonique en sucres) elles libèrent l’oxygène, indispensable à la respiration de la faune aquatique. Dans les eaux stagnantes et de faible courant, les plantes immergées jouent donc ce rôle essentiel.
Dans les rivières, l’oxygénation est le fait de l’agitation de l’eau provoquée par le courant.

Elles renforcent les berges
les protégeant contre l'érosion. Exemple du trèfle d'eau qui est une hydrophyte amphibie; des roseaux qui sont des hélophytes

Elles peuvent servir de nourriture pour les herbivores.
Exemple du trèfle aquatique, de la jacinthe d'eau utilisée en asie pour nourrir le bétaille, 

Elles constituent un bon abri
contre les prédateurs et contre les radiations et les températures élevés, pendant la période de ponte de divers animaux comme par exemple les batraciens et des insectes.

Elles constituent un refuge
pour les poissons (qui s'en nourrissent et viennent y frayer), les alevins et les larves d'insectes. Exemples des plantes immergées et des plantes flottantes. 

Adaptations anatomiques des hydrophytes

Les tiges des plantes flottantes et des plantes immergées sont soupes et leurs tissus de soutien sont réduits. Le xylème est peu développé.
Au niveau des feuilles les stomates sont présents uniquement au niveau de l’épiderme supérieur des feuilles de plantes flottantes et ils sont absents de l’épiderme des feuilles immergées. Ces dernières ont une cuticule très fine.

La face inférieure des feuilles de plantes flottantes est souvent couverte de poils (trichomes) pour capturer des petites gouttes d’air pour la flottaison. La face supérieure de feuilles d'autres plantes, en pariculier le Lotus d'orient, est hydrophobe et autonettoyante grâce à des propriétés particulières de son épiderme.

Les organes de plantes flottantes et immergés, tiges, feuilles et pétioles, sont caractérisés par la présence d’un parenchyme particulier appelé « aérenchyme ». Il est constitué de petites cellules disposées en rangées qui bordent de grands espaces appelés lacunes qui communiquent entre elles et forment une sorte de dentelle. Ces lacunes favorisent les échanges de gaz en particulier l’oxygène et participent aussi à la flottaison chez les plantes flottantes. Au niveau des feuilles de plantes flottantes l’aérenchyme est présent dans la partie du limbe foliaire au contact de l’eau. On trouve aussi de l'aérenchyme dans des organes d'hélophytes.

Quelques exemples d'hydrophytes et d'hélophytes, sont présentées ci dessous. Il s'agit de plantes présentes au Jardin Botanique de la ville de Genève en différents endroits : serre tropicale, bassin des rocailles, bassin des plantes menacées. Pour chacune de ces plantes une petite description de leurs caractéristiques et des photographies sont fournies.
Elles ont fait l'objet d'une visite dans le cadre des activités de l'AAJB - Association des Amis du Jardin Botanique" de Genève.

1. Laitue d’eau - Pistia stratiotes : hydrophyte flottante.

2. Salvinie à oreillettes - Salvinia auriculata : hydrophyte flottante

3. Palétuvier rouge - Rhizophora mangle: hydrophyte amphibie

4. Palmier bâche - Mauritia flexuosa : hydrophyte amphibie.

5. Lotus d'orient - Nelumbo nucifera - hydrophyte amphibie

6. Trèfle aquatique - Menyanthes trifoliata : hydrophyte amphibie

7. Populage des marais - Caltha palustris: hélophyte

8. Pesse d'eau - Hippuris vulgaris: hydrophyte immergée /émergée

9. Papyrus - Cyperus papyrus: hélophyte