Tout sur les graines

Qu'est-ce qu'une graine ?
La graine est formée de l'extérieur vers l'intérieur
par une enveloppe protectrice nommée tégument,
entourant un tissu de réserves nutritives, et l'em-
bryon.
Pour faciliter sa résistance, la graine est constituée
d'une superposition de tissus protecteurs entou-
rant l’embryon. Il est tout d'abord entouré par un
tissu de réserves nutritives plus ou moins important
selon les espèces (endosperme, albumen).
L'albumen peut être plus ou moins développé
dans la graine. Il peut contenir toutes les réserves
nutritives, qui seront utilisées par l'embryon lors de
la germination. Les graines de ce type sont dites «
albuminées ». Au contraire, dans les graines dites «
exalbuminées », les réserves sont stockées direc-
tement dans les cotylédons, l'albumen étant alors
très réduit.
Autour des tissus de réserves se trouve le tégu-
ment qui constitue le tissu protecteur principal. Il
est constitué d’une couche de plusieurs cellules et
entoure complètement l'embryon et ses réserves.
Il n’est ouvert que par un petit orice, le micropyle,
par où est rentré le tube pollinique pour permettre
la fécondation, lors de la pollinisation.
L'embryon, quant à lui, peut être minuscule et
constitué de quelques cellules seulement, ou déjà
avec une gemmule développée en tigelle, radicule
et cotylédons. Les différentes stratégies évolutives
possibles donnent suivant les espèces des graines
dont le poids varie de 2 microgrammes pour une
orchidée (par exemple Goodyera repens) à une
vingtaine de kilogrammes pour une Arécacée, le
coco-de-mer (Lodoicea maldivica).
Il y a 400 millions d'années, alors que sur la Terre ne comptait que des vé-
gétaux archaïques, l'évolution a favorisé l'émergence d'une reproduction
sexuée dont les principaux organes sont rassemblés sous la forme d'une
eur produisant des graines, autrement dit des capsules contenant et
protégeant l'embryon végétal. La graine permet ainsi à la plante d'échap-
per aux conditions d'un milieu devenu hostile soit en s'éloignant, soit en
attendant le retour de circonstances favorables. Elle autorise le voyage et
la conquête de nouveaux territoires...
che pédagogique 
Prenez-en
de la graine !
Niveau :
Maternelle : LL
Primaire : LL
Collège : L
Lycée : L
Université : L
Durée : 1 heure
Période : été-automne
Effectif maxi : 25
Accompagnement : 1
Lieux : jardins du CBN,
sentiers de randonnée...
Type d'animation :
sortie
1

2
Structure schématique d'une graine d'Angiosperme
Dicotylédone. a : tégument ; b : albumen ; c : cotylédon ;
d : embryon
Qu'est-ce qu'un fruit ?
Les Spermatophytes, ou plantes à graines, sont divisés en
deux grands groupes, les Angiospermes et les Gymnos-
permes. Chez ces dernières, l'ovule, et donc la graine qui
en résulte, est nu. Seules les Angiospermes produisent des
fruits, issus du développement de l'ovaire qui entoure l'ovule.
Il est donc un ovaire mûr. Cependant, il peut aussi être consti-
tué d'autres parties de la eur, on parle alors de faux-fruits ou
pseudo-fruits. Les fruits sont classés en trois grands types :
• Les fruits simples : ils sont composés d'un seul carpelle
(constituant de l'ovaire) ou de plusieurs mais alors soudés.
L'ovaire se développe en trois tissus distincts : l'endocarpe,
le mésocarpe et l'exocarpe. Le type de différenciation de ces
trois tissus permet de dénir différents types de fruits.
• Les fruits multiples : ils sont constitués par l'association de
plusieurs carpelles libres issus d'une même eur, c'est-à-dire
d'un gynécée apocarpe (par exemple : framboise).
• Les fruits composés : ils sont composés de plusieurs fruits
simples dérivant des eurs d'une même inorescence. On
parle alors d'infrutescence (par exemple : ananas).
À regarder : ouvrir une pomme, une pêche puis ouvrir
les pépins ou noyaux pour montrer les différentes parties de la
graine ("amande"). Distinguer les différents tissus.
En botanique, on distingue :
• Les fruits charnus : baies (grain de raisin, tomate, avocat,
orange etc.) contenant des pépins ou drupes (prune, pêche,
olive, cerise, etc) caractérisées par une graine à enveloppe
dure (endocarpe lignié) ou « noyau » dur.
• Les fruits secs déhiscents (qui nissent par s'ouvrir) : folli-
cules (hellébore, pivoine, etc), gousses (fruits caractéristiques
des Fabacées, appelées aussi légumineuses : petit pois, soja,
robinier, luzerne, etc), capsules à déhiscence par fentes (col-
chique, tabac, gentiane, etc.), capsules loculicides (tulipe, lys,
violette, etc.), siliques à déhiscence paraplacentaire (fruit
caractéristique des brassicacées : chou, colza, etc.), siliques
à déhiscence circulaire (mouron rouge, etc.), capsules à dé-
hiscence apicale (œillet, pavot, etc.)...
• Les fruits secs indéhiscents (qui ne s'ouvrent pas) : akènes
(pissenlit, valériane, fraisier - une fraise est un faux fruit par-
semé d'akènes brunâtres, etc.), caryopses (fruits caractéris-
tiques des Poacées (graminées) : blé, maïs, etc.), samares
(érable, frêne, orme, etc.), schizocarpes (composés de plu-
sieurs akènes : carotte, menthe, etc.)...
Structure schématique d'un fruit d'angiosperme dicotylédone.
a : endocarpe. b : mésocarpe. c: épicarpe (ou exocarpe)
a
b
c

3
Les voyages forment la jeunesse...
Les plantes se dispersent dans leur environnement le plus sou-
vent grâce à la dissémination de leurs graines. Cette disper-
sion spatiale a été favorisée par la sélection naturelle, car elle
permet :
• d'atteindre des habitats propices et favorables au dévelop-
pement des futures pousses,
• de diminuer la compétition entre individus en les dissémi-
nant sur un plus large territoire,
• d'échanger des individus entre populations et de favoriser
ainsi le brassage génétique dans ces populations végétales,
• de créer de nouvelles populations, en colonisant de nou-
veaux milieux.
Au nal, les dispositifs de dissémination présentent un avan-
tage sélectif, puisqu'ils favorisent la perpétuation de l'espèce.
L'évolution a conduit les végétaux à s'adapter aux conditions
les plus favorables à leur dispersion. Les modes de dissémina-
tion des graines utilisent les agents disperseurs suivants :
• la plante elle même : autochorie (du grec auto = "soit-
même" et chor = "disséminer")
• la gravité : barochorie (du grec baros = "pesanteur, gravité"
et chor ="disséminer")
• le vent : anémochorie (du grec anemos = "vent" et chor
="disperser")
• l'eau : hydrochorie (du grec hydros = "eau" et chor = "dis-
séminer")
• les animaux : zoochorie (du grec zon = "animal" et chor =
"disséminer")
• l'homme (anthropochorie) ou la culture (hémérochorie)
On n'est jamais mieux servi que par soi-même...
L'autochorie est un mode de dissémination caractérisée par la
projection des graines par un mécanisme brusque : l'ouverture
brutale du fruit. Ainsi la Cymbalaire des murailles (Cymbalaria
muralis) enfouit elle-même ses graines dans les crevasses et
les ssures autour d'elle. Les Pensées sauvages (Viola sp.)
confectionnent des capsules qui explosent littéralement une
fois sèches, propulsant les graines à plusieurs mètres dans
toutes les directions... Les inventions végétales pour se dépla-
cer ne manquent pas.
Autres exemples : le fruit du concombre d'âne, (Ecballium
elaterium, Cucurbitacées) turgescent à maturité, projette ses
graines dans une pulpe liquide lorsque le pédoncule se dé-
tache ; le fruit mûr des balsamines (Impatiens noli-tangere, Bal-
saminacées), éclate en enroulant ses valves sur elles-mêmes.
Avantages :
• Indépendance vis à vis des
autres facteurs de dissémi-
nations (gravité, eau, vent,
animaux).
• Complète efcacement
d'autres techniques de dis-
sémination.
• D'autant plus efcace que
le milieu est régulièrement
perturbé.
À rechercher dans la
nature : Cardamine héris-
sée, Géranium, Impatiente,
Violette, Genêt d'Espagne,
Cymbalaires des murailles,
Pensée tricolore, Pensée
sauvage, Lotier corniculé,
Hérodion commun, Géra-
nium sp...
Toucher les siliques des
cardamines ou les gousses
des genêts ou des Impa-
tientes à leur maturité pour
voir ces enveloppes exploser
et propulser les graines...
Contraintes :
• Conception d'un méca-
nisme d'autochorie néces-
saire (énergie dépensée)
Siliques des cardamine sp. Gousses des genêts

4
Des graines qui tombent à pic...
Les plantes savent particulièrement user de l'omniprésente
gravité terrestre, c'est ce que l'on appelle la barochorie. C'est
la méthode la plus simple pour disséminer ses graines : les
semences sont entraînées par leurs propres poids, ce qui est
bien sufsant dans la plupart des cas pour rejoindre le sol.
À rechercher dans la nature : Nielles des blés, Coque-
licots, Chicorée sauvage, Compagnon blanc, Lin bleu, Chry-
santhème des moissons, Miroir de Vénus, Châtaignier, Noyer,
Chênes...
Avantages :
• Pas besoin d'élaborer de structures particulières, une
graine simple, plus ou moins ronde fera parfaitement l'affaire.
L'énergie ainsi économisée peut servir à emmagasiner un plus
grand nombre de matières nutritives et de défenses (toxines,
tanins*...) ou à miser sur la production en masse (exemple :
jusqu'à 60 000 graines par pied de coquelicot !).
• La gravité est omniprésente et agit constamment.
• Cette méthode permet de s'assurer que les graines germe-
ront dans un lieu proche de la plante mère, et donc que les
conditions seront assez semblable. Parfait pour les plantes an-
nuelles qui laissent leur place aux nouvelles générations.
Contraintes :
• Cette méthode n'autorise généralement pas de voyages
sur de grandes distances, si le milieu devient défavorable
(exemple : apparition de la forêt), la fuite est difcile vers de
nouveaux espaces !
• Pour les plantes vivaces, cela signie que les nouvelles gé-
nérations se retrouveront proches de la plante mère. La vie
en groupe peut avoir des avantages (attirer plus de pollinisa-
teurs, plus de chance d'échapper aux prédateurs...) mais la
concurrence peut être gênante. (ressources en eau, espace,
lumière...).
Des graines qui ont le vent en poupe...
Les végétaux qui ont appris à user du vent pratique ce que
l'on appelle l'anémochorie. Le vent ainsi que les différents
courants atmosphériques sont capables de transporter des
tonnes de matière en suspension et de parcourir des milliers
de kilomètres. Le procédé le plus simple est la simple dis-
persion facilitée par la taille minuscule des graines. C’est par
exemple le cas des orchidées. Mais les graines anémochores
(ou anémophiles) possèdent divers systèmes facilitant leur dis-
persion par le vent :
• Akène : les graines sont contenues dans des capsules,
plates, sèches et légères, parfois munies de « parachutes »,
portées par le vent sur de faibles distances.
À rechercher dans la nature : Pissenlit, Anémone pulsa-
tille, Chardons, Cirses, Clématites...
• Ombelle : Certaines graines sont portées par une ombelle
sèche roulée au sol par les vents. Chez d’autres espèces, c’est
la plante entière, desséchée, qui sème ses graines au fur et à
mesure de ses déplacements.
• Samare : le péricarpe de la graine forme une samare, sous
forme d'une membrane qui permet à la graine de franchir
quelque distance portée par le vent. C'est le cas des bou-
leaux dont les samares minuscules et très nombreuses sont
regroupées en grappe. La samare peut être de forme quasi
approximativement circulaire autour de la graine, comme chez
l'orme. Elle peut aussi se présenter comme une aile simple
comme chez le frêne où elle pend en grappes accrochées aux
branches. Elle peut aussi être une aile double appelée disa-
mare comme chez l'érable.
À rechercher dans la nature : tilleul, frêne, érable, orme...
Avantages :
• Permet des voyages sur de très longues, distances
• Le vent soufe d'autant plus fort dans les espaces ouverts,
avantage pour des plantes qui affectionnent ce type de milieu.
Contraintes :
• Nécessite la conception d'un dispositif d'envol (aigrettes ou
pappus, extensions membraneuses, laments...)
• Pas ou peu de vent dans les milieux fermés
• Migration très aléatoire !
Glands de chêne (Quercus sp.) Châtaignes (Castanea sativa)
Akènes de pissenlit
(Taraxacum sp.)
Samares de frêne (Fraxinus sp)

5
Des graines qui tombent à l'eau
mais pas pour rien...
De nombreuses graines d'organismes se laissent transporter
par les eaux de ruissellement ou par les eaux uviales. C'est
ce que l'on appelle l'hydrochorie. Les plantes aquatiques des
eaux calmes laissent le vent pousser la graine sur l'eau comme
par exemple chez Sparganium emersum ou chez le Lotus sa-
cré (Nelumbo nucifera) produisant des fruits (akènes) qui mû-
rissent au fond d'un réceptacle en forme de pomme d'arrosoir.
Quand ils sont mûrs, le réceptacle se détache, se retourne
pointe en l'air et part à la dérive ou est poussé par le vent. Il nit
par accoster une berge ou pourrir et laisser les graines tomber
au fond de l'eau pour germer. D'autres plantes aquatiques sont
hydrochores, mais avec des processus différents : Nénuphar
blanc (Nymphea alba), Nénuphar jaune (Nuphar luteum), Châ-
taigne d'eau (Trapa natans), Iris jaune (Iris pseudacorus).
Certaines plantes littorales protent volontiers des courants
marins (on parle alors de nautochorie) telles le cocotier (co-
cos nucifera). L'origine de cette plante est inconnue : ses fruits
germent partout où les courants font échouer ses énormes
graines. Il a également été propagé par les peuples du Paci-
que, le long de leurs migrations. Le fruit du cocotier, la noix de
coco est une drupe extraordinairement adaptée : l'enveloppe
breuse résiste aux chocs et empêche l'eau salée de pénétrer
tout en conservant de l'air qui assure sa ottabilité. En Europe,
la Betterave maritime cone ainsi ses graines à la mer qui peut
les conduire à des dizaines ou centaines de kilomètres de la
plante-mère.
À rechercher dans la nature : Nénuphars, Iris...
Avantages :
• l'eau peut transporter les graines sur de très grandes dis-
tances, une crue par exemple est un excellent moyen de dis-
persion en masse.
• L'eau accumule souvent des sédiments et de l'humus* dans
les creux et les dépressions, formant des micro-milieux très fa-
vorables à la germination.
• Adapté aux milieux ouverts, possibilité d'émettre de très
grandes quantités de semences.
Contraintes :
• Dépendance vis à vis des milieux humides.
• Migration des semences de l'amont vers l'aval, difcile en
chemin inverse !
• Méthode moins adaptée en milieux fermés (exemple : forêts).
Nénuphar (Nuphar sp.) Iris des marais
(Iris pseudacorus)
Châtaigne d'eau
(Trappa natans)