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Organisation des plantes à fleurs : la pollinisation

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Introduction :

La reproduction sexuée nécessitant la rencontre de deux gamètes (masculin et féminin), la plante, ayant une vie fixée, met en place des adaptations pour pouvoir se reproduire sans se déplacer.
Ce cours abordera d’abord l’organisation des plantes à fleur, puis leur mode de reproduction grâce au phénomène de pollinisation.

Organisation d’une fleur

Une fleur complète est formée de 4 « cercles » de pièces florales appelées verticilles, qui sont, de l’extérieur vers l’intérieur :

  • Le calice : c’est l’ensemble des sépales.
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Définition

Sépale :

Les sépales sont les petites feuilles sous les pétales. Ils sont généralement de couleur verte et ont un rôle de protection des organes reproducteurs.

  • La corolle : c’est l’ensemble des pétales. Les pétales ont un rôle attractif vis-à-vis des animaux pollinisateurs.
  • Les étamines : elles constituent l’appareil reproducteur mâle de la fleur. Chaque étamine est formée d’une tige que l’on appelle filet à l’extrémité duquel se trouve l’anthère qui est une sorte de sac contenant des grains de pollen.
  • Le pistil : c’est l’appareil reproducteur femelle de la fleur. Il est composé d’une tige appellée le style qui possède à sa base une partie renflée, l’ovaire. L’ovaire est composé de loges que l’on appelle les carpelles qui contiennent un ou plusieurs ovules. L’extrémité du pistil s’appelle le stigmate.

Schéma de l Schéma de l’organisation d’une fleur

Certaines fleurs sont hermaphrodites, elles peuvent alors s’autoféconder. Mais il existe aussi des fleurs unisexuées, soit mâles, avec uniquement des étamines, soit femelles, avec seulement un pistil.
Les fleurs présentent toutes une organisation concentrique dont les organes reproducteurs, étamines et pistil, sont regroupés au centre pour être protégés.

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Attention

Il faut être capable de représenter un diagramme floral.

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Définition

Diagramme floral :

Le diagramme floral, c’est la représentation schématique d’une fleur pour que la structure de la fleur soit lisible et comprise de tous.

Avant d'établir le diagramme, il faut déterminer si les pièces florales d’un même type sont symétriques par rapport au centre de la fleur, on dit que la fleur est actinomorphe, ou si elles sont symétriques par rapport à un axe, on dit que la fleur est zygomorphe.

Si la fleur est actinomorphe on dessine 4 cercles concentriques, et si elle est zygomorphe on dessine 4 ellipses concentriques.

Diagramme de fleur actinomorphe et zygomorphe Diagramme de fleur actinomorphe et zygomorphe

Une fois que la base du diagramme est construite, chaque pièce florale est placée sur les verticilles, les pièces les plus à l’extérieur sur le verticille extérieur, les pièces les plus centrales sur le verticille central.

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Astuce

Il faut toujours commencer par l’extérieur du diagramme car ce sont les pièces extérieures de la fleur qui sont détachées en premier lors de la réalisation d’une dissection florale.

Les sépales sont positionnées en premier sur le verticille extérieur et sont figurés par des bandes.

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Attention

Il faut positionner chaque pièce florale en respectant la symétrie de la fleur. Ici par exemple sont figurés 4 sépales.

Premier verticille Premier verticille

De la même manière, sur le deuxième verticille, les pétales sont positionnés sous forme de bandes. Si les pétales ne sont pas vivement colorés on laisse les bandes blanches, en revanche si les pétales sont vivement colorés on figure les bandes en noir.

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Attention

Les sépales et les pétales de la fleur sont décalés, ce détail est reproduit sur le diagramme.

Deuxième verticille Deuxième verticille

Sur le troisième verticille, sont placées les étamines. Elles sont figurées par des B orientés vers l’intérieur du diagramme. Ici 4 étamines sont figurées.

Troisième verticille Troisième verticille

Pour le dernier verticille, les loges de l’ovaire et le nombre d’ovules sont figurés. L’exemple suivant considère que l’ovaire de la fleur contient deux loges, ou carpelles, et que chacune contient deux ovules.

Quatrième verticille Quatrième verticille

Il peut arriver qu’il manque des pièces florales sur une fleur, par exemple une fleur dépourvue de sépales. Dans ce cas, le verticille correspondant est laissé vide.

Cette première méthode permet de représenter une fleur, néanmoins il existe une autre méthode : la formule florale.

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Définition

Formule florale :

La formule florale est une succession de lettres et de chiffres qui permet d’indiquer la composition d’une fleur.

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Exemple

Reprenons l’exemple de la fleur précédente pour expliquer comment écrire une formule florale.

La fleur comprend 4 sépales, 4 pétales, 4 étamines, et deux carpelles contenant chacun 2 ovules.

Les lettres font référence aux pièces florales. On utilise donc la lettre S pour sépale, P pour pétales, E pour étamines et C pour carpelles. Si les sépales et les pétales sont très semblables, on utilise la lettre T pour tépales.

Les chiffres indiquent le nombre de pièces florales. S’il y a plus de 12 pièces on utilise la lettre n.

La formule s’écrit en partant de l’extérieur de la fleur comme pour le diagramme.

On a donc : 4S, 4P, 4E, 2C

La symétrie de la fleur peut aussi être donnée au début de la formule avec un O pour les fleurs actinomorphes et un X pour les fleurs zygomorphes.

Donc pour notre fleur : O : 4S, 4P, 4E, 2C.

Il existe d’autres signes et symboles à utiliser comme :

  • les parenthèses si les organes soudés ;
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Exemple

Si une fleur a 5 pétales soudés les uns aux autres on peut écrire (5P).

  • Si il y a deux ou plusieurs verticilles de la même pièce florale on peut l’indiquer sous la forme d’une addition.
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Exemple

Par exemple si la fleur a 6 étamines en tout mais 4 petites étamines d’un côté de la fleur et 2 grandes étamines de l’autre côté, on écrit : 4+2 E.

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Attention

La formule florale doit permettre à une personne de comprendre l’organisation d’une fleur donc il faut respecter les règles et être le plus précis possible.

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À retenir

La fleur est organisée de manière concentrique avec les organes reproducteurs, le pistil et les étamines en son centre pour être protégés. Une fleur est représentée soit sous forme de diagramme floral dont la construction respecte la symétrie de la fleur, soit sous forme de formule florale composée de lettres et de chiffres permettant de mettre en évidence l’organisation de la fleur.

La pollinisation

La plante étant fixée, elle ne peut pas se déplacer, et doit donc utiliser des méthodes différentes pour se reproduire, nous parlerons ici de la pollinisation.

On ne parlera pas ici des plantes qui peuvent s’auto-polliniser.

Les fleurs unisexuées sont appelées plantes dioïques si elles sont portées par des individus différents, et plantes monoïques si elles sont portées par le même individu. Pour les fleurs bisexuées l’autopollinisation ainsi que l’hétéro-fécondation (par deux individus) sont possibles.

À la base des pétales se trouvent les nectaires qui fabriquent le nectar. Le nectar attire les insectes qui viennent le butiner. Cette zone est placée de manière stratégique pour que les insectes touchent les étamines et se couvrent de pollen en voulant l’atteindre. Lorsque l’insecte se pose sur une autre fleur pour butiner, il dépose le pollen dont il est couvert sur le stigmate (extrémité du pistil) du pistil de la nouvelle fleur.

De même, le fait que les pièces reproductrices et les nectaires soient proches favorise aussi la pollinisation. Les grains de pollen déposés sur le stigmate vont entrer et se déplacer dans le style du pistil ( le style est la tige du pistil reliant le stigmate à l’ovaire), en formant un conduit appelé « tube pollinique ».

Après la fécondation des ovules par les grains de pollen, la fleur se transforme : le pistil grossit et devient un fruit qui n’est pas toujours comestible, et les ovules fécondés contenus dans le pistil deviennent des graines qui seront dispersés.

La pollinisation peut se résumer ainsi :

  • lorsque l’insecte butine la fleur, il touche les étamines et se recouvre de pollen ;
  • l’insecte recouvert de pollen va butiner une nouvelle fleur. Le pollen se dépose alors sur le pistil de la deuxième fleur ;
  • le pollen déposé s’introduit dans le pistil ;
  • un tube pollinique se forme dans le pistil pour amener les grains de pollen jusqu’à l’ovaire ;
  • les ovules peuvent alors être fécondés.
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À retenir

La pollinisation est donc un moyen de reproduction utilisé par les plantes à fleurs. Les insectes pollinisateurs transportent les grains de pollen entre les fleurs de la même espèce. Ces grains de pollen vont féconder les ovules présents dans le pistil de la fleur. La fleur va alors se transformer en fruit contenant des graines qui pourront être dispersées pour coloniser le milieu.

Dissémination des graines

Le transport des graines est assuré de plusieurs façons suivant les plantes.

  • Le transport peut se faire par le vent.

Pour cela, les fruits contenant les graines peuvent être pourvues « d’ailes » qui augmentent leur surface de prise au vent et les propulse au loin comme l’érable par exemple ; ils peuvent aussi posséder de longues aigrettes légères qui ont le même effet, sorte de plumeau qu’on peut observer sur le pissenlit par exemple.

  • Le transport peut aussi se faire par les animaux ou par l’homme.

Certaines graines sont équipées de crochets qui s’accrochent au pelage des animaux ou aux vêtements des hommes passant à proximité.
Les graines peuvent aussi être récoltées par les animaux puis cachées pour les réserves de l’hiver ou encore être mangées puis rejetées avec les déjections.

  • Le transport peut encore se faire par l’eau.

Les graines flottantes sont transportées sur de longues distances. L’eau les sèmera sur son parcours comme les graines de fleurs de lotus par exemple.

  • Enfin, le transport peut se faire grâce à un système mécanique de la plante elle-même.

Les graines peuvent être éjectées par le fruit lui-même en s’ouvrant brusquement lorsqu’il est sec.

Conclusion :

La plante à fleurs étant fixée, des adaptations ont été mises en place pour assurer la reproduction de l’espèce. L’organisation des organes reproducteurs de la plante à fleur, pistil et étamines, permet de favoriser la pollinisation croisée. Il y a eu au cours du temps une évolution progressive de la plante et de l’insecte pollinisateur pour rendre optimal le processus de pollinisation : la coévolution.

Après fécondation, la fleur se transforme en fruit contenant une ou plusieurs graines qui seront dispersées pour coloniser le milieu. Cette dissémination peut se faire grâce au vent, à l’eau, aux animaux, ou par la plante elle-même.