La pollinisation - Maxicours

La pollinisation

Objectifs
  • Connaitre les différentes modalités de pollinisation (entomogamie, anémogamie).
  • Établir un lien entre la morphologie des fleurs et des grains de pollen et les modalités de pollinisation de l'espèce.
  • Comprendre la notion de coévolution.
Points clés
  • Pour assurer la pérennité de leurs espèces, les Angiospermes doivent permettre la fécondation des organes femelles par les grains de pollen.
  • Les modalités de reproduction sexuée doivent favoriser la fécondation croisée. Or, les Angiospermes ont une vie fixée qui empêche la rencontre des partenaires sexuels. Au cours de leur histoire évolutive, ils ont conservé des caractéristiques morphologiques et anatomiques favorisant la pollinisation, c’est-à-dire le transport des grains de pollen d’un pied à un autre.
  • On distingue les espèces anémogames et les espèces entomogames.
    • Dans le cas des espèces anémogames, les grains de pollen sont produits en grande quantité et dispersés grâce au vent.
    • Dans le cas des espèces entomogames, les grains de pollen sont transportés grâce aux animaux. Ces derniers ont coévolué avec l’espèce qu’ils pollinisent de telle sorte qu’ils possèdent des attributs favorisant la pollinisation.
Pour bien comprendre
  • Organisation fonctionnelle de la fleur (cf. La fleur au service de la fécondation)
  • Les étapes de la reproduction sexuée chez les Angiospermes (cf. La fleur au service de la fécondation)
  • La notion de sélection naturelle (cf. Théorie de l’évolution : origine de la biodiversité)

La pollinisation se traduit par le dépôt de pollen sur le stigmate d'un pistil.

La pollinisation

Certaines plantes sont autogames, c'est-à-dire que la pollinisation se fait avec le pollen et le stigmate de la même plante.

Mais la majorité des Angiospermes possèdent des mécanismes qui entravent cette autopollinisation dans le but de conserver un brassage génétique et d'éviter la « consanguinité ».

Il existe de nombreux agents pollinisateurs :

  • le vent (les fleurs sont dites anémophiles) ;
  • les animaux (les fleurs sont dites entomophiles).

La dispersion des grains de pollen est une étape cruciale pour la pérennité des Angiospermes puisqu’elle favorise la fécondation croisée et permet la colonisation de nouveaux espaces. Elle permet donc de pallier la contrainte apportée par la vie fixée.

1. La pollinisation des fleurs anémophiles

Les fleurs anémophiles (ou anémogames) sont pollinisées par le vent. Les plantes ayant une vie fixée, c'est la méthode de dispersion qui est apparue en premier au cours de l'évolution.

La couleur des fleurs anémophiles est souvent terne (c'est le cas des graminées). Dès que les grains de pollen arrivent à maturité, le vent les libère et les transporte.

Ce type de pollinisation implique que les grains de pollen soient très légers. Mais c'est un mécanisme très hasardeux, les grains de pollen peuvent tomber n'importe où et se retrouver très éloignés des autres fleurs.

Pour pallier ce hasard, les plantes anémogames produisent des grains de pollen en très grande quantité, ce qui est très coûteux en énergie pour la plante.

Exemple : Le grain de pollen du Cèdre Blanc, transporté par le vent, ne présente pas de motifs particuliers contrairement aux espèces entomophiles.
Dispersion des grains de pollen du Cèdre Blanc par le vent (à gauche) et observation des grains de pollen en MEB (à droite).
2. La pollinisation des fleurs entomophiles (ou entomogames)
a. Les différentes stratégies des fleurs entomophiles

70 % à 90 % des Angiospermes sont pollinisés par des animaux. Les acteurs principaux sont les insectes : on parle d'entomogamie ou d’entomophilie. C'est le type de pollinisation le plus efficace.

Les fleurs, au cours de l'évolution, ont développé des stratagèmes pour attirer les pollinisateurs et donc augmenter leurs chances de fécondation.

  • Elles présentent souvent des pétales (et parfois mêmes des sépales) de couleurs très vives qui peuvent présenter des motifs imitant le corps d’une femelle.

Pétales d'orchidée mimant le dos d'un bourdon femelle
  • Certaines produisent du nectar sucré qui va attirer les insectes butineurs comme les abeilles qui s’en nourrissent.
  • Elles peuvent aussi dégager des senteurs attractives proches des phéromones sexuelles faisant croire à la présence d'un partenaire sexuel.
  • Les grains de pollen des espèces entomogames présentent des motifs à leur surface qui vont faciliter leur accrochage sur le pelage des animaux pollinisateurs. 

Le pollen du Laurier sauce
b. Une histoire de coévolution

Les méthodes mises au point par les plantes pour attirer les pollinisateurs sont extrêmement variées, de même que chaque famille d’insectes a adopté des moyens particuliers pour récolter le pollen ou le disperser. Ces spécificités ne mettent pas les différentes espèces d'insectes en concurrence puisque chaque variété de fleur attire un nombre restreint de prétendants.

En pénétrant dans la fleur, l'insecte se charge en pollen (sur ses poils).

La plante peut d’ailleurs posséder une morphologie particulière qui va fixer les grains de pollen sur la tête de l'insecte (c’est le cas des orchidées). Puis, lorsque l'insecte s'envolera visiter une autre plante, ces grains de pollen se déposeront sur le stigmate où la fécondation aura lieu.

De leur côté, les insectes pollinisateurs comme les hyménoptères (abeilles, bourdons) ont développé des caractéristiques particulières favorisant la récolte du pollen : tibia en forme de corbeille, pièces buccales extensibles, etc.

En plus des insectes, certains oiseaux et certains mammifères sont également pollinisateurs. Ils ont eux aussi des caractéristiques qui favorisent la pollinisation de l’espèce qu’ils visitent pour se nourrir.

Exemple : La pollinisation par les colibris
Les fleurs présentent le plus souvent des corolles étroites et longues, dans lesquelles les oiseaux viennent plonger leur bec. C’est à ce moment-là que le pollen se dépose sur les plumes de la tête de l’oiseau, qui le transportera vers le stigmate d'une autre fleur. 
 
La pollinisation par les colibris

Ainsi, la sélection naturelle a permis de définir les meilleurs échanges entre les plantes et leurs pollinisateurs en permettant le maintien des caractères avantageux pour la reproduction sexuée des Angiospermes et l’accès au nectar pour les animaux qui s’en nourrissent.

Les plantes qui se sont maintenues ont donc trouvé un animal pour transporter leur pollen de manière très efficace et ont adapté leur couleur, leur odeur, leur morphologie, etc. Et les animaux ont trouvé une plante pour se nourrir, se protéger ou se reproduire. La survie de l'un entraine la survie de l'autre.

Exemple : l'orchidée et le bourdon 
Le pétale de l'orchidée mime le dos d'un insecte femelle et produit des phéromones, imitant ceux du même insecte. Les orchidées ont pu persister car elles ont, par sélection naturelle, trouvé un pollinisateur attiré par ce mimétisme. Et les fleurs imitant le mieux l'insecte ont aussi augmenté leurs chances de se faire polliniser, toujours par sélection naturelle.

Dépôt des grains de pollen sur la tête d’un insecte pollinisateur

Ainsi, Angiospermes et animaux butineurs se sont simultanément diversifiés au cours de leur histoire évolutive permettant aux uns d’acquérir les caractères favorisant l'attraction des animaux butineurs, et aux autres ceux facilitant l'accès au nectar et le transport du pollen. On parle de « coévolution ».

De nombreuses fleurs sont pollinisées par un animal spécifique. Le pollen a dans ce cas plus de chances de se faire transporter vers une plante de la même espèce, et augmente ainsi ses chances de reproduction. Mais cette exclusivité pose problème si le pollinisateur disparait. La plante qui en est dépendante s'éteindra à son tour, faute de pouvoir être pollinisée.

3. Conclusion

Les plantes, pour assurer leur pollinisation, ont recours au vent mais surtout aux animaux.

La sélection naturelle a renforcé cette interaction plante / pollinisateur car celle-ci améliore les chances de reproduction de la plante et assure également la pérennité du pollinisateur.

Cette coopération plante-animal favorise la fécondation croisée. Elle est donc très importante car elle assure le brassage génétique et maintient une plus grande diversité intra-spécifique et une résistance accrue des plantes.

Les acteurs principaux sont les insectes : on parle d'entomogamie.

C'est le type de pollinisation le plus efficace. Les fleurs, au cours de l'évolution, ont développé des stratagèmes pour attirer les pollinisateurs et donc augmenter leurs chances de fécondation.

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