Plant cell assemblage in layers

Abstract

A determined division wall positioning in each plant cell with respect to the last formed division wall leads to autoreproductive configurations which can simulate plant-like meristems as such with 2/5 phyllotactic patterns. L-map systems are used to generate the corresponding topological wall nets. But in these patterns cells are not six-sided as mostly found in layers. It is shown that wall staggering cannot be a determinate device of the cell itself, nor a randomized dissociation of the cross walls, but results from a physical control with interaction between adjacent cells. It is independent of the cellular program responsible for the appearance of patterns like 2/5 phyllotaxis which is of a pentameric nature.

Résumé

Dans les assises cellulaires des végétaux, les cellules ont en moyenne six côtés et à chaque noeud convergent trois parois. Les figures en croix sont rares. Les parois de division de deux cellules voisines ont des points d'ancrage qui s'évitent en formant un décrochement. Le court segment de paroi ainsi introduit compte comme paroi cellulaire quand on détermine la distribution du nombre de côté ou de voisins des cellules.

Les ‘map-systems’ à récriture parallèle permettent de générer des réseaux 2D correspondant aux parois cellulaires. La supposition d'un ancrage déterminé des parois de division avec une position fixe par rapport à la plus jeune des parois d'une cellule permet de simuler l'émergence et l'arrangement spatio-temporel des protubérances foliaires dans une phylllotaxie 2/5. Partant axiomatiquement d'une différenciation de 5 côtés des cellules, la construction se réalise au cours du développement par des cellules à 5, 4 et 3 côtés. Il s'en suit que la majorité des noeuds du réseau pariétal sont des convergences de degré 4.

Pour dissocier les croix en deux convergences de trois parois, diverses stratégies sont essayées. Ni un décalage systématique dans une direction donnée, ni un sens aléatoire des décalages ne conduisent aux distributions du degré polygonal des cellules autour de six. Un système à interactions cellulaires est capable de déterminer le site et le sens des dislocations de façon à tendre, topologiquement, vers un pavage d'hexagones. Biologiquement cela signifierait que l'organisation du tissu, bâti dans le cas de la phylloyaxie 2/5 sur une structure pentamérique, est indépendante d'un contrôle physique assurant le pavage par des cellules hexagonales.

Il est suggéré, en partant d'épidermes d'apex végétaux réels, et en supprimant les décalages entre ancrages de parois de division voisines, de rechercher le système de développement simple capable de générer l'image de l'organisation tissulaire sous-jacente à une morphologie complexe.