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CONNAITRE LA PLANTE ET SON MILIEU DE VIE CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 1 A. BIOLOGIE DES PLANTES A1 Qu’est ce qu’une plante ? A2 Les organes de la plante A3 Les organes souterrains A4 Les feuilles, usines à gaz A5 Comment les plantes grandissent ? A6 Comment les plantes se reproduisent ? A7 Comment les plantes se défendent-t-elles ? A8 Les adaptations des plantes à leur environnement CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 2 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A6 Comment les plantes se reproduisent ? 3 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A61 Les organes de la reproduction 4 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A611 Organisation générale de la FLEUR Qu’est ce qu’une fleur ? • C’est l’organe sexuel de la plante, ell est issue d’un bourgeon floral • La fleur porte les organes reproducteurs, et un ensemble d’enveloppes protectrices et décoratives • Après pollinisation, la fleur est fécondée, les organes qui la composent sont transformés en fruit et en graines 5 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 CFPPA PEZENAS / CS TSA / GL A611 Organisation générale de la FLEUR Une fleur est constituée de différences pièces florales insérés sur une base appelé, le réceptacle floral. On distingue 4 verticilles de pièces florales : ! Le CALICE, ensemble des sépales ! La COROLLE, ensemble des pétales ! L’ANDROCEE, ensemble des étamines (organes mâles) ! LE GYNECEE ou PISTIL, ensemble des carpelles (organes femelles) 6 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 CFPPA PEZENAS / CS TSA / GL A611 Organisation générale de la FLEUR ETAMINE PETALE SEPALE PISTIL RECEPTACLE PEDONCULE CFPPA PEZENAS / CS TSA / GL 7 Ref 8 Wikipedia CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 ILLUSTRATIONS CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 ILLUSTRATIONS CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 ILLUSTRATIONS CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A 612 LE PERIANTHE de la fleur Constitué de pièces stériles qui sont : • Le calice : formé par les sépales, pièces généralement verdâtres ressemblant à des feuilles • La corolle : constituée des pétales fixés au-dessus des sépales. Les pétales sont des pièces non chlorophylliennes mais ils sont colorés par des pigments Ref 8 Wikipedia 12 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 a) Le CALICE •Formé par l’ensemble des sépales, il peut prendre différentes formes Il peut être : - DIALYSEPALE : les sépales sont libres les uns des autres - GAMOSEPALES : les sépales sont soudés entre eux Ref 8 Tela Botanica 13 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 b) La COROLLE •Formé par l’ensemble des pétales, généralement colorés On distingue des corolles de différentes formes : - Les pétales sont libres : corollle DIALYPETALE (a) - Les pétales sont soudés entre eux : corolle GAMOPETALE (b) Ref 8 Tela Botanica 14 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 b) La COROLLE : les différents types de corolle Ref 14 15 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 c) La symétrie des pièces florales Sur une fleur, les différentes pièces florales peuvent présenter différentes formes de symétrie : •La symétrie RADIALE : les pièces florales sont disposées autour d’un axe central, elles ont plusieurs plans de symétrie •On parle de symétrie ACTINOMORPHE (exemple chez la Marguerite) ou de fleurs REGULIERES •La symétrie BILATERALE : les pièces florales sont disposées de part et d’autre d’une ligne médiane et n’ont qu’un seul axe de symétrie •On parle de symétrie ZYGOMORPHE (exemple de la fleur de Lavande) ou de fleurs IRREGULIERES 16 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 c) La symétrie des pièces florales Fleur ACTINOMORPHE Fleur ZYGOMORPHE 17 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A 613 Les différents types de fleurs Chez certaines espèces, la fleur est unique (ex!: la tulipe), mais dans la plupart des cas un pied porte plusieurs fleurs : ce sont des fleurs multiples. Ces fleurs multiples peuvent être isolées (ex!: pervenches), mais souvent elles sont groupées en ensembles bien individualisés appelés inflorescences. Fleur simple 18 inflorescence CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 Les types fondamentaux d’inflorescences!: On distingue : - Les inflorescences définies (Ex : les cymes) : Le rameau floral se termine par une fleur située au sommet ; elle s'épanouit en premier, et les fleurs de la base en dernier. - Les inflorescences indéfinies (Ex : épi, grappe) : Le rameau floral se termine par un bourgeon végétatif qui continue à pousser. - Les inflorescences particulières (Ex : capitule, glomérule, chaton) CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 Les inflorescences définies Les cymes Dans ce type d'inflorescence, le rameau floral se termine toujours par une fleur. Les boutons floraux de la base sont parfois stériles. CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 Cyme unipare : glaieul renoncule CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 Cyme bipare : œillet sureau CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 Les inflorescences indéfinies Le rameau floral voit sa croissance se poursuivre grâce à la présence à son sommet d'un bourgeon végétatif. Les fleurs apparaissent de bas en haut. Celles de la base s'épanouissent en premier : on dit que la floraison est ascendante. On distingue : • Les grappes • Les épis • Les corymbes • Les ombelles CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 Les grappes : les fleurs sont pédonculées lupin, jacynthe, muguet, digitale CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 Les épis : les fleurs sont sessiles. orchis, maïs, acanthe CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 Les corymbes: Les pédoncules ont des longueurs variables (points d’insertion différents), mais les fleurs sont toutes situées à peu près au même niveau. CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 Les ombelles : Les pédoncules partent tous du même point. Ex!: cerisier, primevère, lierre, géranium CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 Autres inflorescences On distingue : • Les glomérules • Les chatons • Les capitules CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 Les glomérules : lInflorescence dense et globuleuse, constituée par le regroupement de fleurs sessiles, étroitement rapprochées". Ex!: lamier, betterave, amaranthe CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 Les capitules : Des fleurs sessiles sont fixées sur un réceptacle élargi, généralement entouré debractées. Ex : marguerite, tournesol Ref 8 Larousse CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 Les fleurs en châtons : épi à axe souple dont les fleurs unisexuées sont sessiles ou très brièvement pédonculées CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A 614 LES ORGANES MALES DE LA FLEUR a) LES ORGANES MALES composent L’ANDROCEE : Formé de l’ensemble des étamines, Les étamines portent les grains de pollen ETAMINES 32 Ref 2 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A 614 LES ORGANES MALES DE LA FLEUR UNE ETAMINE Chaque étamine comprend le filet, généralement fin et allongé, surmonté d’une partie, l’anthère. ANTHERE FILET 33 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 b)Les étamines, vue en coupe Sacs polliniques Ref 8 Larousse L'anthère est formé de 2 loges et de 4 sacs polliniques s'ouvrant à maturité au niveau de la fente de déhiscence, pour la dispersion des grains de pollen. Les grains de pollen sont les cellules reproductrices mâles 34 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 Étamines 35 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 36 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 c)Le grain de pollen • Le grain de pollen est la cellule reproductrice mâle • Il est porté par les étamines, au niveau des sacs polliniques • Un grain de pollen contient : - Une cellule végétative très grande contenant un gros noyau - Une cellule reproductive qui contient 2 noyaux 37 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 Grains de pollen CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 38 A 615 LES ORGANES FEMELLES DE LA FLEUR a)LES ORGANES FEMELLES composent le GYNECEE ou PISTIL Le pistil est formé par l’ensemble des carpelles : ce sont des feuilles spécialisées portant les ovules. PISTIL 39 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A 615 LES ORGANES FEMELLES DE LA FLEUR Chaque carpelle est constitué d’une partie renflée, l’ovaire (qui contient les ovules), surmonté d’un style qui se termine par un stigmate (partie où viendront se fixer les grains de pollen) Stigmate Style Ovaire Ovule Schéma simplifié du pistil 40 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A 615 LES ORGANES FEMELLES DE LA FLEUR 41 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A 615 LES ORGANES FEMELLES DE LA FLEUR b) Distinction ANGIOSPERME / GYMNOSPERME Le carpelle est une enveloppe protectrice supplémentaire du pistil, d'origine foliacée, définissant notamment l'ovaire chez les spermaphytes. C'est une caractéristique fondamentale des Angiospermes (les feuillus) dans la mesure où les ovules y sont hermétiquement enfermés. En opposition chez les Gymnospermes (conifères), ou plantes à ovules nus, il n'y a ni carpelle ni fleur mais des cônes et des graines. 42 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A 615 LES ORGANES FEMELLES DE LA FLEUR c)Les différents types d’ovaires On distingue : 1- les fleurs à carpelle unique : le pistil est "simple". (Ex : Cerisier, Blé). 2- les fleurs à carpelles libres 3- les fleurs à carpelles soudés 43 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A 615 LES ORGANES FEMELLES DE LA FLEUR On distingue : Les fleurs à carpelles libres : qui donnent autant de petits pistils indépendants ; ces pistils dont le nombre varie, comprennent chacun un ovaire, un style et un stigmate. (Ex : Renoncule, Ficaire, Pissenlit). Les fleurs à carpelles soudés : le nombre de carpelles est fixe pour une espèce donnée (3 pour la tulipe). Ils sont plus ou moins soudés entre eux (voir cours sur la placentation) et l'ensemble constitue l'ovaire. Le style est généralement unique chez ces fleurs, tandis que le stigmate laisse apparaître autant de divisions qu'il y a de carpelles. Ref 8 Tela Botanica 44 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A 615 LES ORGANES FEMELLES DE LA FLEUR Carpelles libres de la Mûre Ref 8 SNV Jussieu 45 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A 615 LES ORGANES FEMELLES DE LA FLEUR Carpelles soudés de la Tulipe 46 A 615 LES ORGANES FEMELLES DE LA FLEUR d) La placentation : position des ovules au sein du carpelle !C’est un critère de distinction utilisé pour différencier 2 espèces entre elles •La placentation pariétale : les carpelle soudés sont ouverts, l’ovaire ne comporte qu’une seule loge, quel que soit le nombre de carpelles (exemple le chou) •La placentation axile : les carpelle soudés sont fermés, l’ovaire autant de loges que de carpelles (exemple le Citron) •La placentation centrale : les carpelles soudés sont fermés mais les cloisons ne sont pas formées ou ont disparu, l’ovaire ne comporte qu’une seule loge et les ovules se trouvent au centre du carpelle (exemple la tomate) 47 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A 615 LES ORGANES FEMELLES DE LA FLEUR !La placentation : position des ovules au sein du carpelle ! Les ovules sont en rouge Placentation axile Placentation centrale Placentation pariétale Ref 8 SNV Jussieu 48 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A 615 LES ORGANES FEMELLES DE LA FLEUR e) La position de l’ovaire par rapport au réceptacle •Position supère : l’ovaire n’est absolument pas enfoncé et soudé dans le réceptacle mais situé au-dessus •Position semi - infère : l’ovaire est partiellement enfoncé et soudé dans le réceptacle •Position infère : l’ovaire est totalement enfoncé et soudé dans le réceptacle 49 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A 615 LES ORGANES FEMELLES DE LA FLEUR !La position de l’ovaire par rapport au réceptacle Position supère Position semi-infère Position infère Ref14 50 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A 615 LES ORGANES FEMELLES DE LA FLEUR e) Organisation générale d’un ovule Chaque ovule est composé : - Le Funicule : portion inférieure de l’ovule attachant celui-ci au placenta - Le nucelle : partie interne qui contient le sac embryonnaire - Le sac embryonnaire : gamète femelle - Les téguments enveloppe interne et externe de l’ovule 51 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A 615 LES ORGANES FEMELLES DE LA FLEUR e) Organisation générale d’un ovule 52 Ref 8 : biologie en flash .net CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A62 La reproduction sexuée 53 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 LA REPRODUCTION SEXUÉE La reproduction sexuée nécessite la rencontre de deux cellules sexuelles qui vont fusionner!: c’est la fécondation Ainsi la fécondation est la rencontre de deux gamètes (un gamète mâle et un gamète femelle). Cette rencontre débouche sur la formation de la graine et donc d’un nouvel individu. Mais avant la fécondation, deux phases préparatoires sont nécessaire!: - La pollinisation " - La germination du grain de pollen 54 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A 621 LA REPARTITION DES SEXES CHEZ LES PLANTES A FLEURS Il existe 3 modes de répartition des organes sexuels mâles et femelles chez les plantes à fleurs. • Les plantes HERMAPHRODITES • Les plantes MONOIQUES • Les plantes DIOIQUES 55 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 • Une espèce est hermaphrodite lorsque chacune de ses fleurs contient à la fois des organes mâles (étamines) et des organes femelles (carpelles). C’est le cas de la majorité des espèces 56 Ref 4 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 • “Monoique” : Du préfixe mono- (unique, un seul) et du grec oïkos (maison). • Chez les espèces monoïques, chaque pied porte deux types de fleurs unisexuées!: des fleurs mâles ne contenant que des étamines et des fleurs femelles ne contenant que des carpelles. 57 Ref 4 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 • “Dioïque” : ! De di- («!deux!») et du grec ancien !"#!$, oïkos («!maison!») • Une espèce dioïque comprend deux sortes d’individus!: - Les pieds mâles portent uniquement des fleurs mâles - Les pieds femelles portent uniquement des fleurs femelles Ex!: Chanvre, saule 58 Ref 4 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A 622 LA POLLINISATION C’est le transport du pollen émis par une fleur sur le stigmate de la même fleur ou d’une autre fleur. Les grains de pollen sont inertes et leur transport doit être assuré. Un agent extérieur est souvent nécessaire. - Le vent : pollinisation anémophile - Les insectes : pollinisation entomophile - La gravité - L’eau - Les animaux (oiseaux et mammifères) 59 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A 622 LA POLLINISATION a) La pollinisation par le vent : l’anémogamie Le transport du pollen par le vent est un mode de pollinisation adopté par de nombreuses espèces des forêts tempérées et des formations ouvertes (prairies, steppes,…). Dans le cas de ces espèces, les plantes libèrent dans l’atmosphère leurs grains de pollen qui seront transportés jusqu’aux stigmates (organe récepteur femelle) par le vent. Dans ce cas, les fleurs sont dites anémophiles. Chez ces espèces, les grains de pollen sont généralement produit en très grande quantité, de plus ils sont très léger et la surface du stigmate est très développe. 60 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A 622 LA POLLINISATION a) La pollinisation par le vent : l’anémogamie Pour donner plus de chance aux grains de pollen de rencontrer un stigmate, les plantes anémophiles ont su, par ailleurs, s’adapter morphologiquement : • réduction de certaines pièces florales (sépales et pétales) au profit de celles plus utiles à la capture du pollen comme le stigmate. Longs, ramifiés et, parfois même, munis de petits appendices plumeux comme chez les Graminées, les stigmates des fleurs se sont, en effet développés de façon à faciliter l’interception et l’adhérence des grains de pollen ; • développement d’inflorescences, sous forme de chatons pendants (chêne, bouleau,…) ou d’épis dressés (avec des anthères au bout de longs filets comme chez les Graminées)! vont de même faciliter par leur gracilité, la dissémination du pollen. 61 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A 622 LA POLLINISATION a) La pollinisation par le vent : l’anémogamie Exemple d’espèces anémophiles : •Les conifères (pin, sapin, épicéa, mélèze, cyprès, genévriers, ifs,…). •La majorités des Graminées sauvages (dactyle, fétuque, ray-grass, brome,…). •La majorité des Bétulacées (aulne, bouleau, noisetier, charme,…), des Fagacées (châtaignier, chêne, hêtre), des Salicacées (saules, peuplier), des Chénopodiacées, des Amarantacées,… 62 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A 622 LA POLLINISATION b) La pollinisation par le vent : l’anémogamie A la différence de la pollinisation « aléatoire » par le vent, le transport des grains de pollen par les insectes est d’une efficacité beaucoup plus grande (intervention précise du pollinisateur): 90% des végétaux sont pollinisés par des insectes. Dans se contexte, la majorité des plantes à fleurs (angiospermes) ont évolué depuis des millions d’années pour séduire les insectes (Coléoptères, Diptères, Lépidoptères, Hyménoptères). Les fleurs sont dites entomophiles. C’est en entrant en contact avec les étamines que les insectes se couvrent de pollen, qu’il transportera sur le stigmate des fleurs qu’il visitera ultérieurement. 63 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A 622 LA POLLINISATION b) La pollinisation par le vent : l’anémogamie En jouant sur la taille, la couleur, la forme et l’odeur, et en échange de pollen et de nectar, les angiospermes ont ainsi fidélisé des insectes qui assurent désormais leur pollinisation. La pollinisation par les insectes étant beaucoup plus efficace, les angiospermes ont progressivement réduit leur production pollinique. Dans le cas des espèces entomophiles, les grains de pollen sont généralement collant, souvent huileux, ornementés (aspérités à la surface), agglomérés et ainsi apte à se fixer à l’insecte pollinisateur. Exemple d’espèces entomophiles : Familles des Rosacées, Fabacées, Brassicacées, Apiacées, Renonculacées,… 64 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 Contribution des principaux pollens à la production pollinique totale annuelle dans la région de MONTPELLIER Source : SUPAGRO Montpellier, Unité de palynologie 65 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A 622 LA POLLINISATION c) Les modes de pollinisation La pollinisation peut-être de 2 types : •Pollinisation directe : pollinisation autogame •Pollinisation indirecte : pollinisation allogame CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A 622 LA POLLINISATION c) Les modes de pollinisation La pollinisation peut-être de 2 types : •Pollinisation directe : pollinisation autogame Le pollen d’une fleur pollinise le stigmate de la même fleur ou d’une fleur porté par le même pied. Quelques plantes utilisent cette stratégie. Elle permet de conserver une lignée pure pour tous les gènes mais supprime toute variabilité. Le plantes concernées réalisent souvent leur fécondation alors que leurs fleurs ne sont pas ouvertes. Dans ce cas, seule l'autofécondation est possible. Elle est fréquente chez les graminées cultivés (blé, avoine), c’est également le cas des haricots et des pois,mais reste exceptionnelle. 67 Ref 17 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A 622 LA POLLINISATION c) Les modes de pollinisation •Pollinisation indirecte : pollinisation allogame Le pollen d’une fleur pollinise le stigmate d’une fleur appartenant à un autre pied. C’est le mode le plus fréquent!; elle est très avantageuse car favorise la formation de nouvelles variétés au sein d’une même espèce. Ce mode de pollinisation est obligatoire dans les cas suivants!: -Les espèces dioïques -Les espèces hermaphrodites dont la maturité des organes reproducteurs n’est pas synchrone. (ex!: géranium, oeillet) -Les espèces auto-stériles!: incompatibilité physiologique (ex!: vigne) 68 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A 622 LA POLLINISATION c) Les modes de pollinisation •Pollinisation indirecte : pollinisation allogame 69 Ref 17 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A 623 LA GERMINATION DU GRAIN DE POLLEN Rappel : le grain de pollen possède 2 cellules Lorsque le grain de pollen se pose sur le stigmate, la cellule végétative se développe, perce l’enveloppe du grain de pollen et forme un tube pollinique qui va croître à travers le style jusqu’à l’ovule. Le noyau de la cellule végétative et la cellule reproductrice descendent dans le tube pollinique. 70 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A 623 LA DOUBLE FECONDATION Parvenu au contact de l’ovule, le tube pollinique s’insinue entre les cellules du tégument au niveau du micropyle. 71 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A 623 LA DOUBLE FECONDATION Arrivé dans le sacs embryonnaire! ; les deux noyaux provenant de la cellule reproductive du grain de pollen effectue une double fécondation. 72 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A 623 LA DOUBLE FECONDATION Principe de la double fécondation : •Le grain de pollen contient 2 noyaux ✓Un premier noyau est destiné à féconder l’oosphère (cellule reproductrice femelle) de l’ovule : ! Cette fécondation donnera le germe ou l’embryon ✓Le noyau restant va s’unir aux noyaux polaires de l’ovule: ! Cette fécondation est à l’origine de l’albumen de la graine dont le rôle sera de nourrir l’embryon lors de la germination 73 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A 623 LA DOUBLE FECONDATION 74 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 Après la fécondation : Ovule fécondé ! graine (embryon + réserve de nourriture) La paroi de l’ovaire forme le péricarpe qui enveloppe les graines FRUIT Graines (ovules fécondés) Péricarpe (paroi de l’ovaire) CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A63 La formation de la graine et du fruit 76 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 Le fruit est un organe dérivant strictement des parties femelles d'une fleur fécondée. Sitôt la double fécondation effectuée, le terme de fruit doit être substitué à celui d'ovaire. Le fruit renferme autant de graines que l'ovaire renfermait d'ovules (si tous ont été fécondés). La graine est le résultat de la fécondation d’un ovule et de sa transformation à l’intérieur de l’ovaire Le fruit résulte de la transformation de l'ovaire : d'une part, par croissance de cet organe et d'autre part, par modification de ses tissus. CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A 631 Qu’est ce qu’une graine ? La graine est un embryon de plante avec des réserves, protégé par une enveloppe épaisse. Graine de brugnon Enveloppe de protection CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 Attention : Ne pas confondre le fruit et la graine •Le fruit est l’enveloppe charnue qui renferme et protège les graines CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 Différentes graines Graine de Marronnier Graine d’Acanthe Graine de Gingko Graine d’Olivier de bohème CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A 632 Anatomie d’une graine La graine provient de la transformation de l’ovule après fécondation, elle est issue d’une reproduction sexuée. CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A 632 Anatomie d’une graine a) Développement de la graine et de l’embryon Après la double fécondation, on obtient deux oeufs qui vont évoluer de façon différentes!: - L’œuf principal donne la plantule : on l'appelle aussi le germe ou l'embryon. - L’œuf secondaire donne l'albumen, il est aussi appelé!: oeuf accessoire. Remarque!: L'albumen est le "tissu de réserve d'une graine destiné, tôt ou tard, à être consommé par l'embryon." 82 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 a) Développement de la graine et de l’embryon 83 Evolution de l’ovule après la double fécondation CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A 632 Anatomie d’une graine b)Formation des téguments et élaboration des réserves Les téguments de l’ovule se transforme et donnent les téguments de la graine (" sur l’illustration ci-dessous) Ils ont un rôle de protection. 84 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A 632 Anatomie d’une graine b)Formation des téguments et élaboration des réserves Pendant la maturation de la graine, des substances nutritives s’accumulent, soit dans l’albumen, soit dans les cotylédons, soit dans le périsperme. Parmi ces réserves, on trouve!: - des protéines Ex : graines de légumineuses (Haricot, Pois, Fève...) - des lipides Ex : graines d'oléagineux (Tournesol, Colza...) - des glucides Ex : sous forme d'amidon dans les céréales, les Châtaignes, les Glands La fin de la maturation est marquée par une déshydratation intense!: la teneur en eau de la graine peut descendre à 5% de sa masse totale A ce moment la graine est en vie ralentie, elles sont ainsi très résistantes et peuvent se conserver très longtemps. 85 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A 632 Anatomie d’une graine b)Formation des téguments et élaboration des réserves ALBUMEN dans un avocat ALBUMEN dans un grain de café 86 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A 632 De la fleur au fruit : la formation du fruit Le fruit résulte donc de la transformation de l'ovaire : d'une part, par croissance de cet organe et d'autre part, par modification de ses tissus. En effet, l'enveloppe de l'ovaire est constituée de 3 parties : • L'épiderme extérieur donne la peau du fruit • La couche médiane (parenchyme) donne la chair du fruit • L'épiderme interne donne le noyau du fruit 87 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A 632 De la fleur au fruit : la formation du fruit a. L’épiderme externe Il donne l'épicarpe du fruit ; l'épicarpe est la partie la plus externe de la paroi du fruit. Il est souvent extrêmement mince et constitue alors "la peau " du fruit (de la pêche ou du raisin par exemple). b.La couche médiane Il donne le mésocarpe du fruit, c'est à dire la partie moyenne du péricarpe Chez les fruits charnus, c'est très souvent le mésocarpe qui constitue la chair. c. L’épiderme interne Il donne l'endocarpe du fruit, c'est à dire, selon les cas : - le noyau (cerises, pêches...), - le parchemin cartilagineux (fruits à pépins...). Ces trois parties peuvent se développer de différentes façons au cours de la maturation, ce qui conduit à distinguer 3 catégories de fruits. 88 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A 633 La classification de fruits On distingue 3 grandes catégories de fruits ! Les fruits simples : Ils sont dérivés de l'ovaire unique d'une fleur. On y trouve des fruits charnus, comme la cerise et le raisin et des fruits secs, comme le haricot et la noisette. ! Les fruits multiples : Ils sont dérivés de nombreux ovaires libres d'une même fleur. On trouve aussi dans cette catégorie des fruits charnus et des fruits secs. ! Les fruits complexes : On distingue d'une part les faux fruits résultant d'une transformation complexe de la fleur, notamment de certains organes comme le réceptacle, et d'autre part les fruits composés qui sont une association de tous les fruits dérivés d'une inflorescence. 89 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A 633 La classification de fruits Fruits CHARNUS FRUIT SIMPLES FRUITS SECS Drupes Baies Déhiscents Indéhiscents Fruits CHARNUS Polydrupe Fruits SECS Polyakène FAUX FRUITS / PIRIDIONS Fraise ou Pomme INFRUTESCENCES Ananas FRUITS MULTIPLES FRUITS COMPLEXES 90 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A 634 Les fruits simples Les fruits simples sont formés uniquement par le développement de l'ovaire d'une seule fleur. Lorsque la partie femelle de la fleur (gynécée) est formée d'un seul carpelle ou de plusieurs carpelles soudés, ce gynécée se transforme en un fruit unique après la fécondation des ovules qui se transforment en graine. La paroi du fruit (appelée péricarpe) dérive essentiellement de la paroi de l'ovaire Fleur dont le gynécée est composé d'un ovaire formé ici de plusieurs carpelles soudés. Le développement de l'ovaire donnera un fruit simple unique dont la structure variera en fonction du nombre de carpelles et de la structure du péricarpe (sec ou charnu). Exemples : Pois, Tomate Orange, Raisin Ref 17 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 91 A 634 Les fruits simples On distingue : - Les fruits CHARNUS : Il s’agit des fruits dont la paroi de l'ovaire (le péricarpe) devient charnue, plus ou moins juteuse, et parfois comestible - les fruit SECS : Il s’agit de fruits dont la paroi de l'ovaire reste mince et se lignifie 92 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A 634 Les fruits simples a) Les fruits CHARNUS : On considère 2 sortes de fruits charnus : • Les BAIES : fruit charnu à pépins dont le péricarpe, généralement comestible, est appelé pulpe. Les graines appelées pépins sont directement en contact avec elle. Ref 17 • Les DRUPES : ce sont des fruits charnus à noyau. La graine, presque toujours unique, ou amande, est isolée de la pulpe par une enveloppe dure appelée noyau. Ref 17 93 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A 634 Les fruits simples a) Les fruits CHARNUS : Exemples de BAIES Exemples de DRUPES Raisin, Tomate, orange, Citron, Myrtille, Poivre, Datte, Noix de coco, Groseille, Pamplemousse, Arbouse, Aubergine, Cassis, Clémentine, Courgette, Kiwi, Fruit de la passion, Pastèque, Kaki, Poivron, Amélanchier, Aucuba, Epine vinette, Daphne, Laurier, Sorbier, Symphorine Brugnon, Pêche, Abricot, Cerise, Prune, Prunelle Amande, Noix, Viorne, Sureau, Cornouiller, Bourdaine, Nèfle, Elaeagnus, Argousier, Houx, Cotoneaster, Callicarpa, Micocoulier, Cornus, Crataegus, Kaki, Troène, Lonicera, Pistachier, Nerprun,Viorne, Vitex , Davidia 94 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A 634 Les fruits simples b) Les fruits SECS : On considère 2 types de fruits secs : • Les fruits secs DEHISCENTS : Ils s'ouvrent tout seuls à maturité en laissant échapper les graines. • Les fruits secs INDEHISCENTS : Ils ne s'ouvrent pas seuls à maturité en laissant échapper les graines. 95 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A 634 Les fruits simples c) Les fruits SECS DEHISCENTS Les fruits déhiscents s’ouvrent à maturité et sont très variés. Ils peuvent comprendre un ou plusieurs carpelles soudés. Ces fruits sont caractérisés par leur mode de déhiscence. • • • • Ce sont : les follicules, les gousses, les capsules les siliques. 96 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A 634 Les fruits simples c) Les fruits SECS DEHISCENTS ! Les follicules et les gousses, sont constitués d'un seul carpelle fermé, dont les bords sont soudés au niveau des placentas qui portent les graines. Ref 17 Un follicule s'ouvre par une seule fente de déhiscence située au niveau de la suture placentaire. Une gousse s'ouvre par deux fentes de déhiscence, l'une située au niveau de la suture placentaire et l'autre au niveau de la nervure médiane du carpelle CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 97 A 634 Les fruits simples c) Les fruits SECS DEHISCENTS Quelques gousses, Quelques follicules Marronnier Vanille Héllébore Petit pois CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 98 A 634 Les fruits simples c) Les fruits SECS DEHISCENTS Exemples de FOLLICULE Exemples de GOUSSES Héllébore, Hibiscus, Pivoine, Ancolie, Populage des marais, Anis étoilé, Magnolia, Spirée, Cercidiphyllum Robinier, Mimosa, Arbre de Judée, Haricot, Genêt, Vanille, Sophora,Albizzia, Coronille, Févier d’Amérique, Gymnocladus, Cytise, Caesalpinia, Colutea, Ajonc, Glycine CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 99 A 634 Les fruits simples c) Les fruits SECS DEHISCENTS ! Les capsules sont formées par deux ou plusieurs carpelles soudés, l'ouverture se réalise par des fentes de déhiscence. Celles-ci se forment soit au niveau des sutures placentaires, soit au niveau des nervures médianes des carpelles. Les deux modes peuvent parfois coexister dans un même fruit. ! Ces modes de déhiscence diffèrent selon le type de placentation : - Fruit à placentation pariétale - Fruit à placentation axile ! A maturité, elles s’ouvrent spontanément et de façon variée : - Capsule poricide : libèrent leurs graines par de spores diversement localisés - Capsule septicide : s’ouvrent par des fentes longitudinales qui se forment à l’emplacement des cloisons entre loges - Capsule loculicides : s’ouvrent par des fentes longitudinales situées au centre de chacune des loges constituant le fruit composé CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 100 A 634 Les fruits simples c) Les fruits SECS DEHISCENTS ! Quelques capsules Marronnier Coquelicot Digitale 101 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A 634 Les fruits simples c) Les fruits SECS DEHISCENTS ! Les siliques sont des capsules particulières, rencontrées principalement dans la famille des Crucifères ou Brassicacées. L'ovaire est formé de deux carpelles soudés à placentation pariétale. La déhiscence s'effectue par quatre fentes situées de part et d'autre des placentas. Ref 17 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 102 A 634 Les fruits simples c) Les fruits SECS DEHISCENTS ! Il existe 3 types de siliques Ref 17 Silique classique Le fruit est mince et allongé Exemple : Chou, Colza... Silicule La longueur est approximativement égale à la largeur. Les valves sont très profondes. Exemple : Capselle Cas particulier La silique est aplatie et circulaire et les valves sont plates. Exemple : Monnaie du Pape CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 103 A 634 Les fruits simples c) Les fruits SECS DEHISCENTS ! Quelques siliques Bourse à pasteur Monnaie du Pape Chou 104 A 634 Les fruits simples c) Les fruits SECS DEHISCENTS Exemples de CAPSULES Exemples de SILIQUES Coquelicot, Campanule, Muflier, Lychnis, Primevère, Coquelicot, Jacynthe, Violette, Saule, Joncs, Marronnier, Digitale, Peuplier, Fusain, Paulownia, Savonnier, Copalme, Parrotia, Bignone, Buddleja, Buis, Camellia, Campsis, Cistus, Hydrangea Bourse à pasteur, Monnaie du pape, Chou, Cardamine, Géranium, Catalpa CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 105 A 634 Les fruits simples d) Les fruits SECS INDEHISCENTS Les fruits indéhiscents sont très variés et ne s’ouvrent pas à maturité. On distingue : - les Akènes - les Samares - les Caryopses 106 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A 634 Les fruits simples d) Les fruits SECS INDEHISCENTS ! Les akènes : Le péricarpe sec enveloppe une seule loge (ovaire uniloculaire) qui ne contient qu'une seule graine. C'est l'akène qui est disséminé avec la graine qu'il contient. ! Ce type de fruit peut être réalisé à partir d'ovaires formés de plusieurs carpelles dont un seul se développe. Ovaire uniloculaire contenant un ovule. Akène, fruit sec uniloculaire contenant une graine. Ref 17 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 107 A 634 Les fruits simples d) Les fruits SECS INDEHISCENTS ! Quelques AKENES Gland du Chêne Samare du Frêne Châtaigne Samare de l’Orme Artichaud 108 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A 634 Les fruits simples d) Les fruits SECS INDEHISCENTS ! Une fleur peut comporter un seul ou plusieurs carpelles. Lorsque chacun d'eux se développe en akène, on obtient des diakènes (Ombellifères), ou des tétrakènes (Labiées). ! En général, ces associations d'akènes se séparent à maturité. Lorsque de nombreux akènes se développent dans une même fleur (poly-akène) on parle alors de fruits multiples (voir chap A635) ! Les akènes peuvent présenter des particularités morphologiques : - Akène ailés ou Samares chez les Erables - Akène plumeux chez le Pissenlit 109 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A 634 Les fruits simples d) Les fruits SECS INDEHISCENTS ! Les SAMARES : ce sont des akène ailés dans lesquels la paroi d el’ovaire se développe en une ou deux expansions latérales qui offrent des prises au vent ! Elles peuvent être simples, à 1 aile : Frênes, Ailantes, Ormes, Bouleaux, ! Elles peuvent être doubles (di-samares) à 2 ailes : Erables Samare de l’Ailante Samare de Frêne 110 Samare de Tilleul Samare de l’Erable CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A 634 Les fruits simples d) Les fruits SECS INDEHISCENTS ! Les CARYOPSES : ce sont des akènes dans lesquels la graine n’est pas libre, le tégument de la graine est soudé au péricarpe du fruit Ref 17 ! Ce sont les fruits caractéristiques des graminées : pâturins, blé, chiendent, raygrass, mais également Maïs 111 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A 634 Les fruits simples d) Les fruits SECS INDEHISCENTS ! Quelques CARYOPSE Caryopse du Maïs - Caryopse du Blé 112 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A 634 Les fruits simples d) Les fruits SECS INDEHISCENTS Exemples d’AKENES Renoncule, Clematite, Fraisier, Eglantier, Bourrache, Charme, Hêtre, Chêne, Mauve, Châtaignier, Noisetier, Aulne Exemples de SAMARES Ailanthe, Erable, Pissenlit, Bardane, Scabieuse, Artichaud, Bouleau, Orme, Frêne Exemples de CARYOPSE Maïs, Blé, Ray-grass, céréales, graminées CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 113 A 635 Les fruits multiples Les fruits multiples sont en fait une association de plusieurs fruits. Lorsque la fleur contient plusieurs carpelles libres, chacun d'entre-eux donne un fruit simple et la même fleur développe alors plusieurs fruits simples. On peut alors distinguer des poly-akènes, des poly-drupes, des poly-follicules, selon le type de fruit unitaire. Quand on cueille "une" framboise, on cueille en fait plusieurs petits fruits accolés les uns aux autres. 114 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A 635 Les fruits multiples Schéma global d'une fleur dont le gynécée est formé de plusieurs carpelles libres. Ref 17 Après la fécondation, chaque carpelle évolue en un fruit. L'ensemble donne donc un fruit multiple. Un poly-akène. Chaque carpelle est transformé en un akène. C'est le cas des renoncules. Une poly-drupe. Chaque carpelle est transformé en une petite drupe, fruit charnu dont l'endocarpe est lignifié (noyau). C'est le cas des framboises et des mûres de la ronce. CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 115 A 635 Les fruits multiples Exemples de POLYDRUPES Framboise, Mûre Exemples de POLYAKENES Cynorhodon, Fraisier, Renoncule, Platane 116 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A 637 Les fruits complexes Dans un grand nombre de cas, la formation du fruit fait intervenir d'autres tissus que la simple paroi de l'ovaire. Il s’agit des fruits dans lesquels d'autres organes que l'ovaire de la fleur continuent à grossir après la fécondation. Il s'agit alors de fruits complexes appelés aussi "pseudo-fruits" dans certains ouvrages. Dans de nombreux cas, le développement du fruit est réalisé à partir d'une fleur à ovaire infère. On en distingue 2 types : - les fruits dont le réceptacle devient charnu et est soudé à l’ovaire : les PIRIDIONS - Les fruits dont le réceptacle devient charnu mais n’est pas soudé à l’ovaire : ce sont des FAUX FRUITS - Les fruits composés dérivent du développement d’une inflorescence : ce sont les INFRUTESCENCES 117 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A 637 Les fruits complexes !Les piridions Le cas de la Pomme : Ce type de fruit est souvent appelé "fruit complexe" pour bien montrer que son origine n'est pas essentiellement due au développement de l'ovaire. En fait, dans la pomme, ce que l'on mange est le conceptacle et le fruit sensus stricto (qui dérive de la paroi du carpelle) est ce que l'on appelle vulgairement "le trognon". Ref 17 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 118 A 637 Les fruits complexes !Les faux fruits Le cas de la fraise : Le réceptacle s'est développé énormément. Les akènes, tout petits, sont portés par le réceptacle. Akènes Ref 17 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 119 A 637 Les fruits complexes !Les infrutescences Formés par le développement de l'ovaire de chaque fleur, auquel peuvent s'ajouter le réceptacle floral, l'axe de l'inflorescence et les bractées florales. Ref 17 L’Ananas : une infrutescence charnue. Toute l'inflorescence (axe, bractée, ovaire) est charnue. Ces différentes parties sont soudées les unes aux autres. Le schéma représente un élément de l'infrutescence en coupe longitudinale 120 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A 637 Les fruits complexes !Les infrutescences Formés par le développement de l'ovaire de chaque fleur, auquel peuvent s'ajouter le réceptacle floral, l'axe de l'inflorescence et les bractées florales. Ref 17 La figue : l'axe de l'inflorescence devient charnu et se creuse en une petite ouverture (ostiole). Elle est tapissée par les multiples fleurs dont les ovaires deviennent des akènes à maturité. Ce fruit charnu particulier est appelé sycone. CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 121 A 638 Evolution de la fleur au fruit 122 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 DE LA FLEUR AU FRUIT Ref 17 123 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 DE LA FLEUR AU FRUIT Ref 17 124 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A64 De la graine à la plante 125 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A 641 Qu’est ce qu’une graine ? Voir chapitre A 632 126 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A 642 La dissémination des graines Les espèces végétales dispersent leurs semences sur une étendue plus ou moins vaste. Parfois, la plante, elle-même, assure sa dissémination par ouverture brusque de ses fruits, par allongement de son pédoncule ou par mouvement de ses graines (dissémination active). Il existe également des dispositifs variés permettent au vent, à l’eau, aux animaux ou à l’homme d’entraîner plus ou moins loin les semences (dissémination passive). 127 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A 642 La dissémination des graines a)La dissémination active des graines (autochorie) ! Par déhiscence brusque du fruit •Par exemple, le fruit de la Balsamine éclate au moindre contact de sorte que ces graines sont projetées aux alentours. •Les baies du concombre sauvage se détachent et leur pédoncule en expulsant, à plus d’un mètre, le liquide et les graines qu’elles contiennent sous pression. 128 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A 642 La dissémination des graines a)La dissémination active des graines (autochorie) ! Par allongement du pédoncule du fruit •Sur le trèfle souterrain et l’arachide, le pédoncule des fruits s’allongement, pénètre dans le sol et enterre ainsi les fruits et les graines qu’il contient autour du pied mère. Ref 8 ! Par mouvement de la graine •Sur la semence de la folle avoine une arête genouillée se plie et se déplie quand l’humidité de l’air varie. Cette arête, en prenant appuie sur son extrémité, pousse la graine, peu à peu à chaque changement d’hygrométrie de l’air. 129 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A 642 La dissémination des graines b) La dissémination passive des graines ! Par le vent (anémochorie) •Le vent emporte les graines très fines comme celles des orchidées ou du coquelicot. •Les samares de l’orme, de l’érable et du frêne!; les akènes des clématites et du platane possèdent des expansions lamelleuses ou poilues donnant prise au vent qui peut entraîner ces graines sur une grande distance. Graine Pissenlit Graine Erable 130 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A 642 La dissémination des graines b) La dissémination passive des graines ! Par l’eau (hydrochorie) •A maturité, le fruit du nénuphar se sépare de la plante et flotte à la surface de l’eau. •Sous les tropiques, des courants marins emportent, d’île en île, les semences des cocotiers. Graine Cocotier Graine Nenuphar 131 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A 642 La dissémination des graines b) La dissémination passive des graines ! Par les animaux (la zoochorie) - les oiseaux frugivores - les insectes tels que les fourmis - les mammifères Les plantes présentent, généralement dans ce cas, des adaptations morphologiques facilitant l’accrochage des graines sur le pelage. Ex!: bardane, gaillet gratteron, ... Remarque!: certaines graines doivent obligatoirement passer par le tube digestif d’un animal pour pouvoir germer, afin de fragiliser le noyau. De plus les excréments parmi lesquels elles sont rejetées forme un bon milieu. 132 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A 642 La dissémination des graines b) La dissémination passive des graines ! Par les animaux (la zoochorie) Graine Chardon Graine Gui 133 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A 643 La diversité des graines Lorsque les graines sont observées lors de leur libération, ou à l’intérieur de fruits, on constate qu’elles sont extrêmement diverses. Leur diversité porte en premier lieu sur leur aspect général et leur structure. Cette diversité est liée à la biodiversité végétale et à la grande variété des fruits. D’un point de vue biologique, on retient surtout 3 critères pour différencier les graines : • L’état physiologique des graines • La localisation des réserves • L’embryon La prise en compte de ces critère est indispensable lors des opérations de multiplication des espèces par semis 134 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A 643 La diversité des graines a) L’état physiologique de la graine On distingue : les prégraines et les graines vraies. ! Les prégraines : - Ne présentent pas de vie ralentie - Non déshydratées - Aptes à se développer immédiatement en conditions de milieu favorables - Rencontrées chez les pré-spermatophytes : Ginkgoales, Cycadales et chez de nombreuses plantes tropicales (Mangue, Avocat, Cacao) Graine Cycas Graine Ginkgo 135 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A 643 La diversité des graines a) L’état physiologique de la graine ! Les graines vraies : sont en vie ralentie et déshydratées - Certaines sont quiescentes : elles sont maintenues au repos uniquement grâce à leur état déshydraté et germeront dès que les conditions de milieu (humidité et température) le permettent. C’est le cas des Erables, des Graminées, des Fabacées - Certaines sont en dormance : elle ne germent pas lorsqu’on les place en conditions favorables dès leur libération. Les dormances des graines sont diverses et ne peuvent être levées que par certains facteurs particuliers, qu’ils soient naturels ou reproduits artificiellement. 136 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A 643 La diversité des graines a) L’état physiologique de la graine !Les graines dormantes 2 types de dormance sont classiquement reconnues chez les graines vraies : les dormances tégumentaires et les dormances embryonnaires. •Les dormances tégumentaires : elles sont liées à l’épaisseur, la dureté ou l’imperméabilité (à l’eau, à l’oxygène) du tégument de la graine qui empêche l’embryon de germer. Elles disparaissent quand on use ou supprime le tégument (voir levée de dormance). •Les dormances embryonnaires : elles persistent après enlèvement des téguments et sont dues à des équilibres métaboliques particuliers(présence d’inhibiteurs de croissance notamment) qui doivent être modifiés pour qu’une vie active puisse reprendre 137 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 8 A 643 La diversité des graines b)La localisation des réserves En fonction de la proportion de l’albumen par rapport à l’embryon, on peut distinguer trois types de graines!: • Graines à périsperme : Le périsperme est constitué par le tissu du nucelle de l'ex-ovule. Les réserves s'accumulent donc entre l'albumen et les téguments. Ref 8 • Ref 8 Graines sans albumen : L'albumen a été totalement digéré par l'embryon. Les matières qui en dérivent s'accumulent dans les cotylédons qui prennent alors tout l'espace disponible. • Graines à albumen : Le nucelle disparaît et l'albumen occupe à peu près toute la place. Les cotylédons sont alors très petits. L'albumen n'est utilisé par l'embryon qu'au moment de la germination. Ref 8 138 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A 643 La diversité des graines c)L’embryon Les graines diffèrent selon qu’elles contiennent ou non un embryon. • Graines sans embryon : c’est le cas des préspermaphytes, comme le Ginkgo ou les Cycas. La prégraine se détache de la plante mère avant que l’embryon ne soit formé • Graines à embryon rudimentaire : chez les orchidées, l’embryon est réduit à un petit massif de cellules dans leurs très petites graines • Graines à embryon bien formé : présents dans les grains vraies, on utilise plusieurs critères pour les distinguer : - Nombre de cotylédons : 1 cotylédon chez les Poacées, les Palmacées, 2 cotylédons chez la plupart des autres plantes à fleurs - Forme des cotylédons : simple et non plissés chez la noisette ou le gland, complexe chez la Noix 139 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A 643 La diversité des graines d) Monocotylédones / Dicotylédones Chez les Angiospermes, les graines possèdent, à l’issue de leur formation, un ou plusieurs embryons de feuille, appelés COTYLEDONS qui se développeront à l’issue de la germination. Il existe donc 2 groupes : - les plantes MONOCOTYLEDONES, dont la graine possède 1 cotylédon - les plantes DICOTYLEDONES, dont la graine 2 cotylédons Chaque plante issue de l’un ou de l’autre de ces groupes possèdent des caractères spécifiques. 140 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 TABLEAU COMPARATIF Ref 8 141 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 CFPPA PEZENAS/ GL / SEPT 09 TABLEAU COMPARATIF Monocotylédones Dicotylédones 1 cotylédon 2 cotylédons ‣ Tiges cachées par des feuilles superposées ‣ Croissance limitée en diamètre ‣ Feuilles aux nervures parallèles ‣Pièces de la fleur au nombre de 3 (ou en multiples de 3) ‣ Tiges ramifiées, individualisées par rapport aux feuilles ‣ Accroissement des tiges en épaisseur ‣ Feuilles aux nervures ramifiées ‣Pièces de la fleur au nombre de 4 ou 5 (ou en multiples de 4 ou 5) Plantes MONOCOTYLEDONES : graminées, bambous, bulbes (tulipe, ail Ref 8 142 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A 644 La germination des graines ! Chaque graine est programmée pour engendrer un nouvel individu ! La première étape de ce développement est la germination de la graine, phénomène par lequel la graine passe en vie végétative. D’une espèce de plante à l’autre, les différentes étapes qui assurent le passage de la graine à la plante ne présent guère de différences. Ces différentes étapes se succèdent autour de la transformation et du développement des différentes partie de la graine. L’embryon va engendrer une plantule comprenant : - une radicule, ébauche de la racine - une gemmule, ébauche de tige - un ou plusieurs cotylédons, ébauche de feuilles 144 Ref 8 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 a) Les aspects morphologiques de la germination Initialement, la graine gonfle, puis ses téguments se déchirent pour laisser sortir la radicule. A ce stade et suivant les espèces, la germination va différer Ainsi d’un point de vue morphologique, on distinguera 2 types de germination : •La germination hypogée : chez le Pois, la tigelle ne s’allonge pas, les cotylédons restent dans leur position initiale sur le sol ou dans le sol, demeurant inclus dans les téguments de la graine •La germination épigée : chez le Haricot, les cotylédons sont soulevés hors du sol par l‘allongement d’un axe appelé tigelle ou hypocotyle 145 Ref 8 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 a) Les aspects morphologiques de la germination Germination HYPOGEE Ref 8 Dictionnaire Larousse Partie dérivée de la gemmule Partie dérivée de la radicule Espèces à germination hypogée : Chêne, graminées... Cotylédons inclus dans la graine 146 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 a) Les aspects morphologiques de la germination Bourgeon terminal Germination EPIGEE Ref 8 Dictionnaire Larousse Cotylédons Axe hypocotylé : Tigelle Espèces à germination épigée : Pin, Hêtre, Erable... 147 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A 644 La germination des graines b) Les phénomènes physiologiques de la germination ① La reprise de la vie active : Elle est possible grâce à la réhydratation de la graine : celle-ci exerce une force de succion considérable sur l’eau du milieu extérieur. Rapidement (en quelques heures), l’embryon est réhydraté ainsi que les tissus de réserve. Ainsi la graine gonfle peu à peu. ② La mobilisation des réserves : Pour que l’embryon se développe, il doit impérativement être alimenté. Les réserves contenues dans l’albumen vont alors être synthétisées et utilisées par l’embryon comme sources de matière pour la croissance et source d’énergie pour le développement. La radicule est le premier organe à se développer ③ Le développement de la plantule : Petit à petit, les mécanismes de développement des organes de la tige, de la feuille et de la racine assurent la croissance et la formation des nouveaux organes aériens et souterrains. Une fois que les organes aériens interragissent avec la lumière, la photosynthèse est active et la plantule devient autotrophe 148 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A 644 La germination des graines 4 Ref 8 149 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A 644 La germination des graines c)Les conditions de la germination Pour que la graine germe, différentes conditions doivent être réunies : •Des conditions externes : liées à l’environnement de la graine, ce sont essentiellement des conditions “climatiques” •Des conditions internes : liées aux aptitudes anatomiques ou morphologiques de la graine à germer 150 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 c)Les conditions de la germination •Des conditions externes : ! L’eau : Indispensable à la germination, elle permet la réhydratation et est responsable de l’éclatement des téguments autant que de leur ramollissement. ! L’oxygène : Indispensable à la respiration, l’oxygène est une source d’énergie intervenant dans le métabolisme permettant la germination. Certaines graines ayant des téguments imperméables à l’oxygène rendent la germination difficile voire impossible, s’ils ne sont pas préparés avant. ! La température : Facteur important de la germination, la température “idéale” varie fortement en fonction des espèces. En général, une température comprise entre 15°c et 25°c permet la germination. En dessous de 5°/7°c, les graines ne peuvent pas germer. ! Les êtres vivants du sol : Bactéries et champignons interviennent en agissant sur les téguments 151 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 c)Les conditions de la germination •Des conditions internes Elles sont propres à la graine et en particulier à ses aptitutes génétiques à la germination. ! La graine doit être vivante et posséder un embryon en bon état. Les attaques de parasites ne sont dommageables que si l’embryon a été attaqué. ! La graine doit être apte à germer : la dormance de la graine empêche toute germination. Cette dernière n’est possible que si la dormance de la graine a été levée par un facteur externe : abrasion des téguments, action du froid, réhydratation (voir le chapitre sur le semis) 152 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A 645 La plantule La plantule est une jeune plante ne comportant que quelques feuilles. Elle est issue de l’embryon d’une graine, dont le développement débute avec la germination de la graine. Elle comporte 3 parties principales : Les cotylédons La tigelle La radicule 153 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 A 646 De la plantule à la plante 154 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 Références et Bibliographie (1) Dictionnaire de l’académie française (2) Encyclopédie WIKIPEDIA (3) Gilles Bourbonnais, CEGEP Ste Foy (4) Connaître les arbres, B Fischesser, Bordas (5) Introduction à la botanique, G Ducreux, Belin (6) Jardin, création - entretien, JC Pamelard, Mat éditions (7) Les racines, C. Drénou, IDF (8) Internet - non identifié (9) Documents et sources personnels, support de cours, photographies - GL (10) Les bases de la production végétale, le SOL, D Soltner STA (11) La forêt redécouverte, C Leroy - Belin (12) Les soins naturels aux arbres, Eric Petiot - Edition de Terran (13) La taille des arbustes et des jeunes arbres d’ornement, Pierre Raimbault, ENGREF (14) http://www.afd-ld.org (15) La botanique redécouverte, A Raynal Roques - Belin (16)La taille raisonnée des arbustes d’ornements, Pascal Prieur Edition Ulmer (17) http://www.snv.jussieu.fr (18) CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10
