Corrigé Bac Semaine 3 - De la plante sauvage à la plante domestiquée

Sujet bac : Annale 2024 – sujet centre étranger Amérique du Nord - jour 2

• Consigne : Réalisez l’exercice 1 présenté sur le sujet bac avant de consulter le corrigé proposé ci-dessous.

EXERCICE 1 : Collaboration interspécifique Angiospermes-Animaux

Astuce

Répondre à un exercice de type 1 au bac de SVT, ce n’est pas commencer par se lancer directement dans la rédaction de l’introduction.
Les premières minutes sont essentielles pour bien cerner le sujet, c’est-à-dire identifier les notions à développer et les notions à laisser de côté pour éviter le hors sujet.
Ici, l’élément clé est l’apparente contradiction entre la nécessité de se déplacer pour se reproduire et le mode de vie fixée d’une plante. Les indications fournies dans la question permettent d’identifier clairement que plusieurs étapes du cycle de développement d’une plante mettent en jeu des collaborations avec des animaux. Peu de pièges dans ce sujet clair, il va « suffire » d’expliquer (donc d’argumenter par des connaissances, des résultats d’expérience, etc.) les deux étapes du cycle de développement : la pollinisation (rapprochement des gamètes) et la dissémination (dispersion des graines).

Introduction :

Les plantes, comme tout organisme vivant, sont soumises à la réalisation de fonctions biologiques fondamentales pour rester en vie et se reproduire. Cependant, le mode de vie fixée de la plupart des plantes implique des adaptations liées à ce mode de vie. La reproduction sexuée impose notamment un rapprochement de deux individus de sexe différent afin de mettre en contact leurs gamètes. Le nouvel individu formé doit ensuite être dispersé dans le milieu. Que ce soit pour la fécondation ou la dispersion de la nouvelle génération, les plantes fixées semblent défavorisées face à la mobilité des animaux.
Dans ce travail, nous nous interrogerons donc sur les adaptations développées au fil de l’évolution par les plantes permettant d’assurer la rencontre des gamètes et la dispersion de la nouvelle génération. Nous constaterons notamment que ces adaptations impliquent souvent la participation d’autres espèces, notamment animales, allant jusqu’à parler de coévolution.
Pour cela nous commencerons par décrire la collaboration interspécifique de certains angiospermes (plantes à fleurs) avec des animaux lors de la dispersion des gamètes. Puis nous envisagerons d’autres mécanismes collaboratifs qui participent cette fois à la dissémination de la nouvelle génération sous forme de graines ou de fruits.

Astuce

Une introduction doit débuter par une phase de contextualisation : amener progressivement la réflexion sur le sujet. Ici, on commence par rappeler le contexte de la réalisation des grandes fonctions biologiques dont la reproduction. Or ici, nous allons constater que les plantes semblent défavorisées par leur mode de vie fixée qui empêche les déplacements nécessaires à la reproduction. Paradoxe dont la réponse sera notre développement.
On termine par une annonce de la démarche que nous allons suivre : montrer que la rencontre des gamètes peut être facilitée par la collaboration avec d’autres espèces, notamment animales, puis que cette collaboration participe aussi à la dissémination de la nouvelle génération. Ces explications permettront d’amener le concept de « coévolution » qui sera défini à ce moment-là.

La collaboration interspécifique au service de la pollinisation

Attention

Pour vous aider à visualiser le corrigé, nous allons mettre des titres aux parties du développement : il n’est pas obligatoire de les écrire sur votre copie le jour de l’épreuve, mais vous pouvez les noter sur votre brouillon pour vous aider à structurer vos idées (travail sur le plan de votre paragraphe argumenté).

La reproduction sexuée des angiospermes, étape importante de leur cycle de développement, passe par la rencontre physique d’une cellule sexuelle mâle, le spermatozoïde contenu dans le pollen, et d’une cellule sexuelle femelle, l’ovule contenu dans le pistil. Or, le mode de vie fixé des angiospermes semble empêcher cette rencontre. En effet, si beaucoup d’espèces d’angiospermes ont des fleurs hermaphrodites portant des organes mâles (les étamines) et femelles (le pistil), la fécondation au sein d’une même fleur, appelée autofécondation, est le plus souvent empêchée par des mécanismes d’inhibition puisque l’autofécondation génère trop peu de diversité génétique.

Si certaines espèces ont développé des mécanismes de dispersion du pollen par l’intermédiaire d’agents physiques de l’environnement, comme le vent (on parle de pollinisation anémogame), la grande majorité des angiospermes ont une pollinisation qui implique une collaboration interspécifique avec des animaux : on parle alors de pollinisation zoogame, et plus précisément entomogame puisqu’une grande partie des pollinisateurs sont des insectes.
Pour ce faire, des caractères ont été sélectionnés, car ils apportent un bénéfice pour la reproduction à l’individu porteur en facilitant cette pollinisation zoogame.
Le document fourni propose par exemple une photo de fleur d’onage en vision « humaine » et en vision « abeille ». On constate dans ce dernier cas l’existence de marques clairement identifiables, véritable balisage de la fleur, que les abeilles reconnaissent et grâce auxquelles elles vont se poser de manière privilégiée sur ces fleurs.
Cette visite n’est pas « gratuite » : en effet, une contrepartie doit engager l’insecte à réitérer ses visites. Ainsi, beaucoup d’angiospermes proposent du nectar, liquide sucré qui représente un apport nutritif important pour nombre de pollinisateurs. Cette relation à bénéfice réciproque est une véritable collaboration qui permet aux angiospermes de s’assurer de la dispersion de leur pollen. L’insecte, portant du pollen sur son corps, pourra involontairement le déposer sur le pistil d’une autre fleur de la même espèce et permettre ainsi la fécondation.
D’autres espèces ont d’autres stratégies, comme la rafflésia, dont la fleur émet une odeur qui n’est pas sans rappeler celle d’un cadavre en décomposition. Des mouches, attirées par ce type d’odeur (pour se nourrir ou pondre) se posent sur la fleur, se couvre de pollen avant de le déposer sur une autre fleur.
Si ce dernier exemple ressemble presque plus à un piège qu’à de la collaboration, celle-ci peut s’établir de manière si étroite qu’elle peut entraîner des modifications symétriques du pollinisateur et de la fleur assurant une sorte d’exclusivité du service. On parle alors de coévolution. C’est le cas de certaines orchidées dont le nectar se trouve au fond d’un éperon nectarifère très profond. Seules certaines espèces de mouche réussissent à accéder au nectar grâce à un proboscis (organe de succion) exceptionnellement long. Dans des forêts, une corrélation est même visible entre la profondeur de l’éperon de la fleur et la longueur du proboscis de la mouche. Les deux espèces ont subi des mutations qui ont engendré une sorte de dépendance de l’une par rapport à l’autre.
Ces mécanismes de pollinisation impliquent donc une collaboration avec des espèces animales. Cependant, si la fécondation est ainsi facilitée, seule une partie du chemin est réalisé, car une fois la graine formée, sa dissémination est aussi un élément clé de la réussite d’un angiosperme. En effet, si toutes les graines d’un angiosperme germaient à proximité de la plante mère, une véritable compétition existerait pour l’accès à la lumière et aux ressources (eau, minéraux). Il est bien plus intéressant, évolutivement parlant, que les graines de la future génération soient dispersées assez loin de la plante mère. Nous allons maintenant voir que cette étape de dissémination implique aussi la collaboration avec des espèces animales.

Astuce

Une transition ne se résume pas à annoncer la fin d’une partie et le début d’une autre ; la transition doit justifier la nécessité d’avoir recours à cette nouvelle partie.
Ici, nous mettons l’accent sur le fait que la pollinisation implique bien la collaboration avec des animaux mais que celle-ci n’est pas suffisante dans la mesure où les graines aussi nécessitent d’être dispersées et nous allons constater qu’à nouveau une collaboration existe avec des animaux pour cette dissémination.

La dissémination des graines implique aussi une collaboration interspécifique

Une fois la fécondation réalisée, l’ovule fécondé devient une graine et l’ovaire un fruit. S’il en existe une très grande diversité tant dans leur forme que dans leur organisation, on peut citer un exemple, la tomate :

Germer trop près de la plante mère, c’est instaurer une compétition entre la nouvelle génération et cette plante mère au niveau de l’accès à la lumière, mais aussi pour les ressources, comme l’eau ou les minéraux. Il est ainsi évolutivement plus favorable de disséminer les graines et/ou les fruits. Comme pour la pollinisation, différentes stratégies se sont progressivement mises en place par sélection naturelle. Une dissémination des graines ou fruits est possible par le vent (dissémination anémochore) ou par l’intermédiaire d’une collaboration avec un animal (dissémination zoochore).
Comme pour la pollinisation, des adaptations permettent d’augmenter la probabilité que la graine ou le fruit soit consommé(e) ou transporté(e) par un animal. Ainsi, des graines vont porter à leur surface des sortes de crochets s’agrippant au pelage de certains animaux. Dans ce cas, le transport est involontaire.
D’autres stratégies consistent à produire un fruit riche en sucres ou en éléments nutritifs. Cet apport nutritif incite donc de nombreux animaux (insectes, chauves-souris, rongeurs, primates, etc.) à consommer ces fruits.
Les graines contenues dans les fruits peuvent alors être disséminés si l’animal les recrache ou s’il les évacue par les excréments. C’est ce que l’on peut voir dans le document proposé avec des excréments de renard roux contenant des noyaux de cerises. Les graines pourraient ainsi germer loin de l’arbre initial.
Comme pour la pollinisation, la collaboration pour la dissémination des graines peut aller plus loin et prendre la forme d’une coévolution. C’est le cas de celle unissant les primates à plusieurs espèces d’arbres qui produisent des fruits gorgés de sucre. Ces fruits peuvent représenter plus de 80 % de la ration alimentaire de ces primates, assurant ainsi une très grande probabilité que la graine contenue dans ces fruits soit dispersée.
La dissémination des graines représentant la nouvelle génération est donc une autre étape du cycle de développement de certains angiospermes impliquant une collaboration avec des animaux. Certaines de ces collaborations sont présentes depuis des millions d’années.

Conclusion :

Astuce

Une conclusion n’est pas un simple récapitulatif des différentes parties traitées : elle doit répondre clairement au sujet et terminer si possible par une ouverture qui montre au correcteur sa maîtrise du sujet dans toutes ses dimensions.

Le mode de vie fixée des angiospermes semble à première vue incompatible avec la réalisation de certaines étapes du cycle de développement de ces organismes. Des mécanismes adaptatifs ont cependant progressivement été sélectionnés. La rencontre des gamètes, la pollinisation, peut ainsi être assurée en collaboration avec des animaux qui, en échange, de nectar sucré, vont disperser le pollen de fleurs en fleurs. Une fois la fécondation réalisée, la dissémination des graines peut aussi être facilitée par la collaboration avec des animaux qui assurent cette action en consommant les fruits contenant les graines.
Parfois, cette collaboration peut atteindre un niveau supérieur d’interaction avec des partenaires (plante et animal) qui vont avoir des modifications assurant une sorte d’exclusivité. On parle alors de coévolution.
D’autres recherches ont mis en évidence que d’autres fonctions peuvent impliquer des collaborations avec des animaux. Des plantes peuvent ainsi héberger des insectes, comme les fourmis, en échange d’une protection contre des prédateurs. La collaboration est ainsi un type d’interactions entre organismes bien plus répandus qu’on pourrait l’imaginer.