Chapitre 1: La reproduction des plantes à fleurs, les raisons d’un succès évolutif.

Comment peut-on expliquer le succès évolutif des angiospermes ?

« Le secret, ce n’est pas de courir après les papillons mais de prendre soin du jardin afin qu’ils puissent venir d’eux-même vers toi. »

Maria Quintana

Des mots que vous devez savoir utiliser à l’issue de ce cours : Reproduction sexuée; reproduction asexuée; mitose/méiose; totipotence; clonage; fleur; pistil; ovule; étamine; anthère; pollen; fécondation; fruit; graine; angiosperme; gymnosperme; pollinisation; dissémination; coévolution.

L’essentiel:

Le succès évolutif des mammifères est en partie lié aux innovations de leur façon de se reproduire: pénétration lors de l’accouplement, gestation interne puis nourrissage et protection des jeunes.

Le succès évolutif des Angiospermes serait-il lié à des innovations en relation avec la reproduction?

Les plantes à fleurs montrent deux modes de reproduction: sexuée et asexuée.

1-La reproduction sexuée:

1.1-La fleur, une innovation des angiospermes

Chez les Angiospermes, la reproduction sexuée est assurée par la fleur où se trouvent les ovules, au sein du pistil, et les grains de pollen, portés par les étamines, vecteurs des gamètes mâles. Le pollen est produit par des organes mâles appelés étamines. Une étamine se compose d’un filet et d’une anthère au sein de laquelle le pollen est produit par méiose. Un grain de pollen est donc a un stade haploïde. L’ovule est produit par des organes femelles appelés pistil. Un pistil est composé d’un ovaire, renfermant un ou plusieurs ovules, surmonté d’un style et d’un stigmate souvent collant. A l’intérieur de l’ovule, on trouve l’oosphère, le gamète femelle au sens strict, issu de la méiose, qui est donc lui aussi à un stade haploïde. À noter que l’ovaire est découpé une une ou plusieurs logettes appelées carpelles que l’on voit très bien en découpant un poivron.

1.2-La fécondation, tous les moyens sont bons !

Chez certaines espèces, la fécondation des gamètes femelles par les gamètes mâles de la même fleur est possible, c’est l‘autofécondation. Dans les autres cas, elle est rendue impossible par divers mécanismes d’incompatibilité: c’est la fécondation croisée. La fécondation croisée implique une mobilité des grains de pollen d’une plante à une autre. Dans une majorité de cas, la pollinisation repose sur une collaboration entre plante et pollinisateur en relation avec la structure florale; le vent peut aussi transporter le pollen. Les fleurs sont souvent pourvues d’attributs permettant d’attirer les animaux pollinisateurs: couleurs, odeurs, formes. À l’issue de la fécondation, la fleur qui porte des ovules se transforme en un fruit qui renferme des graines. La graine contient l’embryon d’une future plante qu’elle protège et la nourriture nécessaire à la germination accumulées dans des cotylédons.

1.3-La dispersion des graines, des moyens incroyablement efficaces

À l’issue de la fécondation, l’ovaire du pistil se transforme en fruit contenant des graines. Les fruits sont pourvus d’attributs permettant d’attirer les animaux disséminateurs. Elle repose sur un mutualisme entre un animal propagateur et une plante et sur des agents physiques (vent, eau) ou des dispositifs spécifiques à la plante: on parle de zoochorie, d’anémochorie ou d’hydrochorie. La dispersion des graines est nécessaire à la survie et à la pérennité de la descendance. La dispersion des graines est une étape qui permet la mobilité des plantes à fleurs et donc la colonisation de nouveaux milieux. Les plantes à fleurs n’ont pas de jambes ni d’ailes mais elles utilisent celles des animaux et du coup, il y a une co-évolution de l’un comme de l’autre.

2-La reproduction asexuée:

2.1- Un clone potentiel…

La reproduction asexuée repose sur la totipotence des cellules végétales et les capacités de croissance indéfinie des plantes, à partir de presque n’importe quelle partie du végétal (tiges, racines, feuilles). C’est la raison pour laquelle on peut faire du bouturage, ce qui est quasiment impossible chez les animaux (à part chez les coraux).

2.2-Comment occuper rapidement l’espace ?

De plus, des organes spécialisés permettent la multiplication végétative des végétaux. Les tubercules de pomme de terre sont des racines modifiées remplie de réserves (amidon) portant des yeux qui chacun peuvent donner un nouveau plant et chaque plant peut former une dizaine de pomme de terre. Les bambous possèdent des tiges souterraines appelées rhizomes qui permettent à un individu d’en former indéfiniment. Idem pour les orties. Les stolons des fraisiers sont des tiges aériennes qui se développent à l’autonome et permettent de former de nouveau plants. Tous ces exemples illustrent une stratégie de survie des plantes qui doivent subir les aléas climatiques sans pouvoir se déplacer ainsi qu’une stratégie de colonisation des milieux sans avoir recours à la reproduction sexuée, couteuse en énergie.

Conclusion:

La reproduction asexuée existe chez les autres groupes de plantes terrestres. En revanche, la reproduction sexuée des plantes à fleurs est une innovation évolutive. Elle repose souvent sur une collaboration animal disséminateur/plante, produit d’une coévolution. La coévolution entre les animaux et les plantes à fleurs explique en partie leur succès évolutif. Les innovations que sont la fleur, la protection de la graine (= angiosperme), les réserves stockées dans la graine et la formation d’un fruit ne sont pas étranger au succès de ces êtres vivants. On peut donc voir des similitudes entre le succès des mammifères et celui des angiospermes.

Celui qui sait prendre soin de son descendant possède inévitablement un avantage par rapport à celui qui le livre à son propre sort.