Enjeux planétaires et contemporains

Partie F : Enjeux planétaires et contemporains ; La plante domestiquée
TP F-1 : la domestication des plantes
Exemple du Maïs
Les plantes cultivées sont toutes issues de plantes sauvages. Le processus qui conduit de la forme
sauvage à la forme cultivée se nomme la domestication.
Le maïs est la première céréale la plus cultivée, dans presque toutes les régions du monde, à la base de l’alimentation d’une
grande partie de la population mondiale.
L’objectif est d’expliquer comment se traduit cette domestication du Maïs à partir de son ancêtre supposé la Téosinte.
Matériel
- Epi femelle de Maïs
- Matériel de dissection : scalpel,
pince, ciseaux …
- Balance
- Loupe sur pied
- Lugol, réactif pour identifier la
nature des réserves des grains
Consignes
Poste 1 : Des plantes sauvages aux plantes domestiquées :
intérêt de la domestication
- réaliser une coupe transversale d´un épi femelle de maïs domestiquée et faire un
dessin légendé.
- réaliser une coupe longitudinale d´un grain de Maïs et faire un dessin légendé.
- tester la présence d´amidon dans le grain de Maïs à l’aide du lugol.
- compléter le tableau de comparaison entre la téosinte et le maïs.
- Document annexe 1 :
« Présentation de l’ancêtre supposé
du Maïs : la Téosinte »
- Documents annexes 2
Poste 2 : Origine de la domestication du maïs
Expliquer comment l’Homme a pu, au cours de l´histoire, domestiquer le maïs en
créant des variétés végétales de très diversifiées.
Tableau de comparaison du Maïs et de la Téosinte :
Eléments
comparés
Maïs
Téosinte
Description de l’épi
femelle
Caractéristiques
de la glume
(taille et masse de l’épi, du
rachis, diamètre, nombre de
grains)
(enveloppe protectrice)
Nombre de
rangées de
grains
Caractéristiques
des grains
(taille et masse)
Documents annexes 2
Le principe d’une sélection massale
Origine des variétés de Maïs
Document annexe 1 :
Présentation de l’ancêtre supposé du Maïs : la Téosinte (Zea mays ssp Parviglumis)
Coupe longitudinales d’un grain de
Téosinte
Structure des grains
Masse de 10 grains : 0,6 g
5
cm
Grains
soudées qui
se
désarticulent
à maturité
Comportement des grains à maturité de
l’épi femelle
Il n’y a pratiquement pas de rachis : les
grains sont soudés les uns aux autres ; à
maturité, l’épi se désarticule et les grains se
détachent facilement et tombent sur le sol.
Les grains sont entourés d’une glume,
enveloppe sombre, soudée, rigide et
résistante
Masse évaluée : 27 g
Coupe transversale
dans un épi
femelle de Téosinte
Deux rangées de grains simples autour du rachis (ou
rafle).
Document d’information : comparaison d’un pied de Maïs et d’un pied de Téosinte
Correction
Correction poste 2 : Les données archéologiques et les premiers effets de la sélection massale
Les populations de téosinte présentaient de nombreuses variantes. La sélection massale pratiquée par les premiers
agriculteurs a consisté à choisir les plantes les plus intéressantes dans une population et à utiliser leurs graines comme
semences pour la génération suivante.
Les données archéologiques indiquent qu’après quelques millénaires de domestication, les caractères du syndrome de
domestication étaient présents chez les maïs cultivés (absence d’égrenage, disparition de la coque entourant chaque grain chez
le téosinte, augmentation du nombre de rangées de grains) ; Un autre caractère tôt sélectionné a été la transformation de la
morphologie de la plante : le téosinte a une tige très ramifiée alors que chez le maïs, il y a une tige centrale avec deux ou trois
ramifications courtes terminées par une inflorescence femelle. Cet exemple du maïs permet d’opposer la sélection artificielle à
la sélection naturelle étant donné que les phénotypes retenus par la sélection artificielle auraient été éliminés par la sélection
naturelle. Bien entendu, les agriculteurs de l’époque ignoraient tout des bases génétiques des phénotypes qu’ils sélectionnaient.
La culture du maïs s’est répandue, à partir de son centre d’origine mexicain, en Amérique du nord et en Amérique du sud.
L’introduction du maïs en Europe date des expéditions de Christophe Colomb et de Jacques Cartier (fin du 15ème - début du
16èmesiècle). Durant toute la période qui va jusqu’au début du 20èmesiècle, les agriculteurs ont pratiqué la sélection massale
en privilégiant les plants aux épis possédant des grains nombreux et gros ainsi qu’en sélectionnant des caractères adaptés aux
conditions d’environnement de la culture.
On a aboutit ainsi progressivement à des "variétés populations" différentes d’une région à l’autre en fonction des caractères
sélectionnés. Etant donné que les maïs sont des plantes allogames, ces variétés étaient relativement homogènes pour les
caractères sélectionnés, mais ce n’étaient pas des lignées pures. En somme, les premiers millénaires avaient diminué la
biodiversité présente chez les téosintes, du moins pour les phénotypes de la domestication, tandis qu’avec la diffusion de la
culture du maïs dans le monde, des siècles de sélection massale ont augmenté la diversité en créant des variétés plus ou moins
homogènes en fonction de l’environnement
glumes
Glume : enveloppe protectrice du grain de maïs et de téosinte.