La reproduction asexuée chez les angiospermes
La reproduction asexuée chez les angiospermes
I. Se reproduire sans organes reproducteurs : la reproduction asexuée
Quelles sont les deux modalités de reproduction des angiospermes ?
Les angiospermes, ou plantes à fleurs, ont deux modalités de reproduction : la reproduction sexuée et la reproduction asexuée ou multiplication végétative. Cette capacité de se reproduire sans organes reproducteurs est permise par la totipotence des cellules végétales.
Qu’est-ce que la totipotence d’une plante ?
La totipotence est la formation de parties manquantes, autorisée par capacités de dédifférenciation et redifférenciation des cellules végétales. Elle est permise par la capacité qu’ont les plantes à avoir une croissance indéfinie. Ainsi, on peut prendre une cellule d’un végétal (cellule de phloème par exemple), l’isoler et la mettre dans des conditions hormonales favorables (auxine, cytokinine), de sorte qu’elle va se dédifférencier et se redifférencier en un cal, qui ne ressemble pas encore à une plante. Ensuite, par des processus de rhizogénèse (production de racines) ou de cologenèse (production de tige et feuille), on obtiendra une nouvelle plante.
La reproduction asexuée c’est donc partir d’un individu parent, le fragmenter en plusieurs petits morceaux, et grâce à cette totipotence et à cette croissance indéfinie, obtenir des individus complets (clones). Ce sont des clones car génotypiquement, ils seront identiques à l’individu initial.
Il existe deux types de reproduction asexuée : les organes végétatifs non spécialisés (bouturage et marcottage) et les organes végétatifs spécialisés (stolons, bulbilles, tubercules, drageons).
II. Organes végétatifs non spécialisés
– Concernant le bouturage : il y a l’exemple du figuier de Barbarie ou opuntia. Il a des raquettes qui peuvent tomber par force de gravité et qui peuvent s’enraciner une fois détachées du plant mère. Le bouturage c’est se séparer de la plante mère puis s’enraciner.
– Concernant le marcottage : il y a l’exemple du sceau de Salomon. Il présente beaucoup de racines et contrairement au bouturage, dans le cas du marcottage, le nouveau plant ne va se dissocier du plant mère qu’après enracinement. La dissociation du plant mère succède à l’enracinement.
II. Organes végétatifs spécialisés
– Les stolons : on peut penser aux stolons du chlorophytum comosum. Si on regarde la photo, il y a la plante mère avec ses feuilles panachées blanches et vertes et on observe une tige jaune avec des entre-nœuds très longs. Cette tige jaune très longue est un stolon. C’est une tige rampante en surface. Si on coupe ce stolon, les petites plantes présentes dessus vont s’enraciner, comme un bouturage, pour donner de nouveaux individus complets. Cela va permettre de coloniser l’espace par plusieurs clones du même individu.
– Les bulbilles : l’ail est un autre exemple d’organe végétatif spécialisé. Au niveau du bulbe, il y a des bulbilles. Si on ouvre une bulbille, on voit un bourgeon très riche en réserve (ce que l’on mange) et à la base, on voit un petit plateau avec des racines, de sorte que si l’on prend chaque bulbille de la gousse d’ail, on peut avoir plusieurs plants et ainsi coloniser l’espace.
– Les tubercules : on observe sur le schéma un tubercule de pomme de terre dans sa position flétrie. Il est représenté en hachures. Si on regarde une pomme de terre, on voit des yeux avec une petite écaille, ce sont de petits bourgeons axillaires qui peuvent donner des petits stolons quand ils vont croître. Ces petits stolons vont se gorger de réserves et donner de nouvelles pommes de terre. Toujours sur la pomme de terre qui n’a pas germée, on peut observer un petit bourgeon à l’extrémité appelé bourgeon terminal.
Si on laisse germer la pomme de terre, cela va donner une pousse verte qui donnera le plant de pomme de terre. Les tiges souterraines appelées rhizomes, riches en réserves, participent à la colonisation de l’espace et donc à la reproduction asexuée.
– Les drageons : il y a les racines drageonnantes, qu’on peut retrouver sur les peupliers comme le peuplier blanc ou peuplier tremble. On voit un peuplier et on a coupé des drageons (racines avec petits bourgeons) qui vont pouvoir donner à distance d’autres individus. Pour information, dans le Sud de l’Utah, il y a une forêt de 43 ha issue d’un seul peuplier car ses racines drageonnantes ont colonisé une grande partie de l’espace.
Conclusion
La reproduction asexuée est très importante chez les angiospermes, elle offre l’avantage de pouvoir coloniser rapidement un espace sans coût énergétique car il n’y a pas vraiment de passages par des fleurs, fruits, etc. Coloniser l’espace rapidement est un avantage adaptatif. Cependant, il y a quand même un inconvénient : cela ne permet aucun brassage génétique, que des clones, et au moindre changement environnemental ou virus, l’ensemble de la population est perdu.
Pollinisation et dispersion des graines
I. Angiospermes et reproduction sexuée
Chez les angiospermes, la reproduction sexuée est assurée par les fleurs. Au niveau d’une fleur, on retrouve l’appareil reproducteur femelle : stigmate, style et ovaires qui composent le pistil (ou carpelle). Au sein de ces ovaires, on retrouve les ovules qui sont les cellules reproductrices femelles.
Au sein des fleurs hermaphrodites à fleurs bisexuées, il y a non seulement la partie femelle mais aussi les étamines avec les anthères contenant les grains de pollen, contenant les spermatozoïdes.
– 75 % des angiospermes sont dites hermaphrodites, c’est-à-dire qu’au sein de la fleur, on retrouve les appareils reproducteurs mâle et femelle.
– 20 % des angiospermes sont des plantes monoïques, c’est-à-dire qu’au sein de la plante, on a des fleurs mâles et des fleurs femelles.
– 5 % des angiospermes sont des plantes dioïques, c’est-à-dire soit une plante mâle soit une plante femelle.
La reproduction sexuée correspond à deux processus, deux événements cellulaires :
– la gamétogenèse (produire des grains de pollen et des ovules),
– la fécondation (rencontre aléatoire de ces deux gamètes).
II. Comment la fleur attire-t-elle les insectes pollinisateurs ?
Prenons une fleur hermaphrodite bisexuée : comme les grains de pollen contenant les spermatozoïdes ne sont pas très loin des ovaires, l’autofécondation pourrait être possible. C’est vrai, mais du point de vue évolutif, c’est un inconvénient car cela ne crée pas un brassage génétique important.
Ces fleurs co-évoluent avec des insectes pollinisateurs. On considère que 90 % des fleurs sont entomogames, c’est-à-dire qu’elles utilisent des insectes comme vecteurs de pollen. C’est la définition de la pollinisation : transporter le pollen de son lieu d’émission (anthère de l’étamine) vers son lieu de germination (stigmate).
Ces vecteurs sont principalement des insectes du type hyménoptères (abeilles) ou lépidoptères (papillons) ou enfin des diptères (mouches). Au niveau de la fleur, l’insecte recherche le nectar. À la base des pétales (pièces colorées stériles) de toutes fleurs, se trouvent des glandes nectarifères qui sécrètent un nectar contenant 50 % de sucre. L’insecte recherche ce sucre à des fins nutritives, alimentaires. L’insecte recherche aussi le pollen. Cela peut être volontaire ou non : quand l’insecte va butiner la fleur, il va se charger de pollen, riche en protéines. Au sein des ruches, le pollen participe aussi à l’alimentation.
Dans certains cas, des fleurs comme les orchidées miroir (première photo) attirent les insectes par mimétisme. Sur la deuxième photo, l’hyménoptère Campsoscolia Ciliata se fait leurrer par l’orchidée miroir car il pense qu’il s’agit d’un partenaire sexuel. Ceci permet la fécondation croisée. Une fois que l’ovule a été fécondé, il va se transformer en graine et la paroi de l’ovaire va devenir un fruit.
III. Le transport et la dispersion des graines
Ce fruit peut être dispersé, transporté, disséminé à distance du plant mère. Quels sont les moyens de transport et de dispersion des graines ?
– La zoochorie, correspond au transport par un animal et permet à la plante mère de coloniser l’espace puisque dans la graine il y a un ovule fécondé et donc un futur plant. Exemple de zoochorie : un grand nombre de baies ou de drupes comme les cerises mangées par les oiseaux.
– La barochorie qui dépend de la gravité. Exemple : la châtaigne. La bogue contient le fruit (la châtaigne) et on mange la graine contenue dans la châtaigne.
– L’anémochorie. On connaît par exemple le disamare d’érable qui vole : on en fait des hélicoptères. Cela permet de coloniser l’espace, et de disperser l’espèce plus loin. On peut aussi citer les akènes de pissenlit sur lesquels on peut souffler pour disperser les pissenlits. Ils présentent une aigrette, un pappus, qui lui permettent de voler.
– L’hydrochorie. On peut citer la noix de coco, transportée par l’eau.
– L’autochorie : c’est le cas de l’arachide. Une fois la fleur d’arachide pollinisée et fécondée, elle se transforme en fruit et se met sous terre. On mange la graine qui est la cacahuète et elle est déjà sous la terre.
Conclusion
La pollinisation a lieu dans la majorité des cas par les insectes. Dans un second temps, la dispersion des graines est permise par le vent mais aussi par d’autres vecteurs comme les animaux ou la force de gravité.