reproduction sexuée plantes à fleurs

La reproduction sexuée des plantes à fleurs

gamètes mâles enfermés dans les grains de pollen

méiose

pollinisation

gamètes femelles enfermés dans les ovules

méiose

germination du grain de pollen

fécondation

germination de la graine

Nouvel individu

ovule / ovaire

graine

fuit

dipersion

La fleur

Une fleur complète est composée de 4 « cercles » de pièces florales ou verticilles : on retrouve de l’extérieur vers l’intérieur- Le verticille 1 ou calice constitué des sépales. - Le verticille 2 ou corolle constituée des pétales. - Le verticille 3 ou androcée est composé des étamines. - Le verticille 4 ou gynécée est formé de carpelles. L’ensemble des carpelles forme le pistil. La partie renflée du pistil, l’ovaire, est prolongée par le style et se termine par le stigmate.

Les étamines

Celles-ci sont composées d’un filet qui porte une anthère. Pour comprendre son rôle nous avons réalisé une coupe transversale dans une anthère de lys.

Le pistil

Il est divisé en plusieurs carpelles. Le pistil comprend 3 parties : l’ovaire, le style et le stigmate. Pour comprendre son rôle nous avons réalisé une coupe transversale dans une anthère de lys.

fécondation croisée ou autofécondation

Chez certaines espèces, la fécondation des gamètes femelles par les gamètes mâles de la même fleur est possible, voire obligatoire. On parle d’autofécondation.

Autoféconadtion obligatoire

Autoféconadtion possible

Les fleurs mâles et femelles peuvent être portées par des plantes différents

Cependant, dans la plupart des cas l’autofécondation est rendue impossible par divers mécanismes d’incompatibilité. Dans ce cas la fécondation croisée c’est-à-dire la rencontre de gamètes issus d’individus différents a lieu. Elle favorise la diversité génétique au sein de l’espèce.

Il peut y avoir un décalage temporel dans la maturité du pistil et des étamines.

Il peut y avoir une barrière physique entre les organes reproducteurs.

La pollinisation

La fécondation et en particulier la fécondation croisée nécessite le transport des grains de pollen des étamines sur le stigmate du pistil. On parle de pollinisation.

Les plantes anémogames sont pollinisées par le vent

Les plantes entomogames sont pollinisées par les insectes.

Germination du pollen

Après l'étape de pollinisation, lorsqu’un grain de pollen tombe sur le stigmate, il germe et émet alors un tube pollinique qui traverse le style et descend jusqu’à l’ovaire pour y libérer le gamète mâle.

De la fleur au fruit contenant des graines

Que se passe-t-il après la fécondation? Pour le comprendre on observe une framboise : on observe sur le duit les restes de stigmates. L’ovaire est devenu rouge et juteux. Il forme la paroi du fruit. Les ovules situés dans l’ovaire donneront les graines. La fécondation des ovules entraine donc leur transformation en graine. La paroi de l’ovaire forme la paroi du fruit.

La dispersion des graines et/ou des fruits

Le vent

Les nouvelles plantes issues de la germination des graines, doivent coloniser de nouveaux milieux pour qu’il y ait pérennité de l’espèce. Pour le transport des graines ou des fruits il y a trois solutions principales :

Les animaux

L'eau

La germination des graines

Après dispersion des graines et/ou du fruit, la germination de la graine donne une nouvelle plante. La graine renferme un embryon d’une future plante qu’elle protège grâce à une enveloppe de protection résistante.

Elle contient également des réserves. Il peut s’agir de lipides, de glucides ou de protéines. Elles seront utilisées pour produire l’énergie nécessaire à la croissance de la jeune plantule issue du développement de l’embryon contenu dans la graine.

A gauche, des fleurs présentent un style court et à l’extrémité fine arrivant au milieu du tube de la corolle associé à des étamines hautes insérées au sommet du tube de la corolle. Ces étamines produisent de gros grains de pollen. A droite, des fleurs présentent un style long et à l’extrémité grosse, arrivant au sommet du tube de la corolle associé à des étamines basses insérées au milieu du tube de la corolle. Ces étamines produisent de petits grains de grains de pollen. Les grains de pollen de la fleur de gauche ont peu de chance d’entrer dans la corolle et de tomber sur le stigmate du pistil. De plus la grande taille des grains est incompatible avec la finesse du stigmate de cette fleur. Les grains de pollen de la fleur de droite ont peu de chance de se déposer sur le stigmate de la même fleur situé au-dessus. De plus elle produit de petits grains de pollen incompatibles avec la grosseur de l’extrémité du stigmate de cette même fleur. La présence de ces deux types de fleurs dans la même espèce va favoriser la fécondation croisée.

Barrière physique chez la Primevère

Autofécondation obligatoire

L'autopollinisation est quasi obligatoire chez cette espèce de pois de senteur, en effet les deux pétales sont soudées et enferment pistil et étamines

Plantes anémogames

Les grains de pollen de ces fleurs sont petits et lisses. Les fleurs sont de petite taille, et émettent une grande quantité de pollen. Les étamines et le pistil sont souvent exposés au vent donc à l’extérieur des autres pièces florales.

Fleurs mâles et femelles

Ici les fleurs produites par deux plants de la même espèce de kiwi. Les unes (à gauche) possèdent des étamines fertiles et des pistils stériles, les autres (à droite) des pistils fertiles et des étamines stériles. Certains plants produisent donc des fleurs mâles, d’autres des fleurs femelles, dans ce cas la fécondation croisée est la règle.

On observe une cellule en anaphase I. Il s’agit de la première division d’une méiose. Cette méiose sera à l’origine des gamètes femelles enfermés dans l’ovule. Le gynécée ou pistil est donc l’appareil reproducteur femelle de la fleur.

Une observation plus précise donne l'image ci-contre :

Exemple de dispersion des graines par les animaux : le cas du Gui

Elle pratique habilement le dépulpage : en 15 à 20 secondes, elle retire la graine, la colle sur la branche, et avale ce qui reste de pulpe. Cette fauvette est donc pour le gui une véritable providence. Grâce à elle, ce sont des centaines de "petits chewing-gum verts" qui se retrouvent collés chaque jour sur les branches des arbres, solidement fixés à l'écorce par la viscine, et prêts à germer dès le printemps.

La Grive draine avale 7 à 8 baies entières. Lors du transit intestinal, la pulpe est digérée, puis les graines enrobées d'une substance collante, la viscine sont rejetées dans les fientes. Les déjections peuvent avoir lieu en vol ou à l'occasion d'un arrêt de la grive sur un nouvel arbre. On observe dans la nature ces chapelets de graines blanc-verdâtres, accrochés aux branches par les fils gluants de viscine.

Le geai des chênes fait, lui, des réserves de graines, surtout de glands, qu’il disperse sur son territoire. Il a une bonne mémoire visuelle, ce qui lui permet de prendre des repères autour de ses cachettes. Toutefois, il en oublie un grand nombre dont certaines germent au printemps. On considère que le geai est ainsi responsable de la dispersion de trois à cinq mille glands par an.

La Fauvette à tête noire, qui possède un bec fin et un gosier trop petit, ne peut avaler la baie. Elle la prélève dans une touffe de gui et va consommer la pulpe sucrée sur une autre branche ou un autre arbre.

Petite présentation d'une graine

La graine de haricot contient un embryon et des réserves localisées dans les cotylédons qui sont les deux premières feuilles de la jeune plantule. L’ensemble est protégé par une enveloppe de protection ou tégument résistante.

Organes reproducteurs mâtures à des moments différents

Ce graphique montre que la réceptivité du stigmate et la viabilité du pollen au cours du temps. On observe que lorsque le pollen est à son maximum de viabilité (J1) alors le stigmate n’est pas réceptif. A l’inverse lorsque le stigmate atteint son maximum de réceptivité, la viabilité des grains de pollen décroit. Finalement les organes reproducteurs mâles et femelle d’une même fleur n’arrivent pas à maturité au même moment. Ce mécanisme est fréquent et favorise la fécondation croisée chez des plantes hermaphrodites.

Théoriquement, dans le cas de plantes hermaphrodites, les grains de pollen d’une fleur peuvent se déposer sur le stigmate de la même fleur. Dans ce cas il n’y a pas de fécondation croisée mais une autofécondation. Malgré l'hermaphrodisme l'autofécondation reste rare. L'un des mécanismes empêchant l'autofécondation est présenté dans le document ci-contre.

On observe des cellules en cours de méiose. Elle va permettre de produire des gamètes. Ils sont enfermés dans des grains de pollen qui servent de vecteurs à ces gamètes. Les étamines constituent donc l’appareil reproducteur mâle de la fleur.

Une observation plus précise du contenu des 4 loges montre les images ci-contre :

Différentes formes de réserves

Cette fois se sont des pois chiches qui ont été mis en présence de réactif de Biuret. Celui-ci passe du bleu au violet en présence de protéines. Cette observation montre que les réserves du pois chiche sont sous forme de protéines. Dans tous les cas, amidon, protéines ou lipides seront utilisés comme substrat de réactions chimiques permettant la production d’énergie nécessaires à la germination de la graine et donc au développement de la plantule qu’elle renferme.

L'eau iodée placée sur une graine de haricot se colore en violet foncé. Ceci témoigne de la présence de réserves sous forme d'amidon.

Une noix a été coupée, colorée au rouge soudan qui colore les vésicules lipidiques en rouge orangé et observée au microscope optique. On observe ici que les réserves de la graine du noyer sont sous forme de lipides.

Dispersion par l'eau

Dans le cas où la dispersion est assurée par l'eau, le fruit ou la graine flotte.

Plantes entomogames

Les grains de pollen des plantes entomogames sont souvent plus gros que ceux des plantes anémogames. L’enveloppe du grain de pollen présente des ornementations qui favorisent l’accrochage du grain de pollen au corps de l’insecte. Les fleurs de ces plantes émettent différents signaux qui attirent les insectes pollinisateurs.

Leur corolle est souvent de grande taille et colorée. Les nectaires sont des glandes produisant un liquide sucré, le nectar que recherchent les insectes pollinisateurs lors du butinage. Elles sont profondément enfouies dans la fleur. Ceci oblige l’insecte à y pénétrer. Ainsi le pollen tombe sur les corps des insectes et s’y accroche ou adhère. A la visite d’une autre fleur, il se colle sur le stigmate.

Autofécondation possible

L’Ophrys abeille est une espèce d’orchidée sauvage. Lorsqu’une abeille se pose sur le labelle de la fleur des grains de pollen contenus dans les pollinies se déposent sur le dos de l’abeille. Si la fleur n’est pas pollinisée par l’abeille, le petit pédoncule qui soutient les pollinies se dessèche et les grains de pollen tombent dans la cavité stigmatique. Cette espèce pratique fréquemment l’autopollinisation.

Dispersion par le vent

Lorsque la dispersion est assurée par le vent, le fruit ou la graine aura une forme adaptée au vol