La fleur au service de la fécondation - Maxicours

La fleur au service de la fécondation

Objectifs
  • Comprendre l’organisation d’une fleur.
  • Savoir faire un diagramme floral.
  • Connaitre les différentes modalités de fécondation chez les Angiospermes.
  • Comprendre les notions de fécondation croisée et d’autofécondation.
  • Comprendre le lien entre ovaire et fruits.
Points clés
  • Les Angiospermes sont caractérisés par l’apparition de fleurs, le plus souvent au printemps, qui portent les organes reproducteurs.
  • La fleur présente un plan d’organisation en quatre verticilles portant à l’extérieur les organes impliqués dans l’attraction des pollinisateurs (sépales, pétales), et à l'intérieur les organes producteurs des gamètes mâles, les étamines, ou des gamètes femelles, les ovaires.
  • Lors de la fécondation, les grains de pollen sont déposés sur le stigmate au sommet du pistil où ils sont reconnus génétiquement. S'ils sont compatibles, ils se réhydratent et produisent un tube pollinique qui permet d’apporter les gamètes mâles au contact des ovules.
  • À l’issue de la fécondation, les différentes parties de la fleur se transforment (ou disparaissent) pour former un fruit.
Pour bien comprendre
  • Les étapes de la reproduction sexuée (Cf. La fécondation)
1. Plan d'organisation de la fleur des Angiospermes

La fleur est l’organe reproducteur des Angiospermes. Elle se met en place le plus souvent au printemps.

Une fleur s'organise en quatre verticilles, quatre types d’organes disposés circulairement autour de la partie centrale : pistil, étamines, pétales, sépales.


De l'extérieur vers l'intérieur de la fleur on trouve :

  • V1 ou verticille 1 ou calice : est formé des sépales. Ces dernières, le plus souvent vertes et petites, peuvent aussi prendre l’aspect coloré de pétales. Elles peuvent être soudées entre elles.
  • V2 ou verticille 2 ou corolle : est formé des pétales. Ces derniers sont très colorés. Les couleurs jouent un rôle dans la pollinisation.
  • V3 ou verticille 3 ou androcée (organe mâle) : est formé par les étamines. Elles sont formées d’une tige (le filet) surmontée de deux anthères contenant le pollen.
  • V4 ou verticille 4 ou gynécée (organe femelle) : est formé par le pistil. Ce dernier comprend à sa base l’ovaire contenant les ovules surmonté d’un style terminé par un ou des stigmates. Ces derniers servent de réceptacle aux grains de pollens.

La plupart des Angiospermes sont hermaphrodites : la fleur contient à la fois les organes reproducteurs mâles et femelles.

À contrario lorsque l'espèce est dioïque, il existe des fleurs mâles et des fleurs femelles.

Dans le cas d’une fleur hermaphrodite, les deux verticilles externes forment le périanthe ayant un rôle protecteur et attracteur pour les pollinisateurs ; et les deux verticilles internes comprennent les organes reproducteurs.

Le plan d’organisation d’une fleur peut être représenté sous la forme d’un diagramme floral. Il permet de positionner les différents verticilles et d'apporter quelques informations supplémentaires grâce à un code universel (soudure, position, loges...).

Exemple : diagramme floral de la tomate

2. Les organes reproducteurs mâles et femelles

La fleur est le résultat de l'évolution des Angiospermes. Elle permet le rapprochement des gamètes entre les plantes ayant une vie fixée.

Même si dans certains cas l’autofécondation est possible, le plus souvent la reproduction sexuée des Angiospermes implique une fécondation croisée favorisant le brassage génétique.

a. Les étamines, organes reproducteurs mâles

Les étamines sont composées d’un filet qui portent un anthère. Ce dernier est composé de quatre sacs polliniques dans lesquels a lieu la méiose à l’origine des gamètes mâles qui se retrouvent enfermés dans les grains de pollen.

À maturité, les fentes de déhiscence qui séparent les anthères cèdent, ce qui permet la libération des grains de pollens, qui pourront être transportés soit par le vent (fleur anémophile), soit par les animaux (fleur entomophile).

b. L'ovaire, organe reproducteur femelle

L'ovaire s'organise en plusieurs carpelles.

Dans chaque carpelle, les ovules sont regroupés dans une ou plusieurs petites loges.

L’ovaire est surplombé d'un style et d'un stigmate qui va servir de réceptacle aux grains de pollen. Le tout forme le gynécée de la fleur.


Organisation du gynécée d’une fleur d’Angiosperme
3. De la fleur au fruit
a. Les étapes de la fécondation

Lors de la pollinisation, les grains de pollen se déposent sur le stigmate humide qui sécrète un liquide sucré. S'ils sont reconnus comme génétiquement compatibles, ils se réhydratent et peuvent alors germer. Ils développent alors un tube pollinique qui s'enfonce dans le style jusqu'à l'ovaire afin d'atteindre les ovules. Cette progression au travers des tissus du style est possible grâce à la libération d’enzymes.

Lorsque le tube pollinique atteint les ovules, il libère les gamètes mâles, ce qui permet la fécondation des ovules. C'est ainsi que les plantes fixées se reproduisent.

 Schéma du tube pollinique

b. La transformation de la fleur en fruit

À l’issue de la fécondation, la fleur se transforme alors en fruit. Plus exactement, certaines parties de la fleur, comme les pétales ou les étamines, vont disparaître et d'autres, comme l'ovaire, vont se développer pour donner le fruit. Les ovules fécondés vont se transformer en graines.

Exemple
Si on regarde attentivement une tomate, on peut observer les sépales et le pédoncule (qui n'ont pas disparus) ainsi que la trace de l'ancienne position des styles.
4. Les différentes modalités de fécondation

Il existe différents types d’Angiospermes :

  • Les hermaphrodites dont la fleur possède à la fois les organes mâles et les organes femelles ;
  • Les espèces dioïques pour lesquelles il existe des plants portant les fleurs femelles et des plants portant les fleurs mâles ;
  • Les espèces monoïques dont le plant possède des fleurs femelles et des fleurs mâles.

Toutefois, des mécanismes permettent de limiter les auto fécondations et de favoriser le brassage génétique.

  • Chez les hermaphrodites, on note :
    • un mécanisme temporel : les étamines et le pistil atteignent leur maturité à des moments différents. Souvent les étamines sont matures avant le pistil.
    • un mécanisme anatomique : la fleur présente une morphologie telle que le pollinisateur (l'animal) ne peut transférer les grains de pollen sur le stigmate de la même fleur. L'animal sert alors de barrière physique.
    • un mécanisme génétique : la fleur est auto-stérile. Si un grain de pollen atterrit sur le stigmate de la même fleur, le développement de la graine est bloqué.
  • Chez les espèces monoïques, la maturité des fleurs mâles et des fleurs femelles est différée dans le temps.
  • Chez les espèces dioïques, l'autopollinisation ne peut avoir lieu.
5. Conclusion

Les fleurs sont les organes des plantes assurant leur reproduction sexuée.

Elles sont composées de quatre verticilles portant, de l'extérieur vers l’intérieur, les organes impliqués dans :

  • l’attraction des pollinisateurs (sépales et pétales),
  • la fécondation (étamines et carpelles).

Lors de la pollinisation, les grains de pollen se déposent sur le stigmate humide. Les grains de pollen germent et développent un tube pollinique qui s'enfonce dans le style jusqu'à l'ovaire afin d'atteindre les ovules.

La fleur se transforme alors en fruit, plus exactement certaines parties de la fleur vont disparaître, comme les pétales ou les étamines, et d'autres, comme l'ovaire, vont se développer pour donner le fruit.

La majorité des fécondations sont croisées mais l’autofécondation est possible et est dans certains cas favorisée par l’Homme notamment pour l’obtention de souches pures.

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