L’homme et les animaux supérieurs n’ont qu’un seul moyen de se multiplier : la reproduction sexuée.

La plupart des végétaux ont la possibilité de se multiplier de diverses manières : bien sûr, comme nous de manière sexuée, c’est la reproduction générative ( ou multiplication générative ), mais aussi par division, bouturage, marcottage, greffe…, ce sont les types de multiplications végétatives.

3.1. : La multiplication générative

Par multiplication générative, on entend reproduction sexuée, c’est à dire que l’on multiplie les plantes à partir de l’intervention de deux organes reproducteurs sexués : le pollen contenu dans les étamines qui sont les organes mâles d’une fleur (♂), et les ovules qui sont contenus dans les ovaires, eux-même contenus dans le pistil, organe femelle d’une fleur (♀).

La fécondation de l’ovule par le pollen donnera naissance à une graine, généralement contenue dans un fruit ( mais pas toujours ) ; la mise en bonnes conditions de cette graine donnera naissance à une nouvelle plante.

Cette mise en bonnes conditions des graines s’appelle le semis.

3.1.1. : La fleur

3.1.2. : La fécondation ( pollinisation )

Une fois déposé sur le stigmate d’une manière ou d’une autre ( vent, insectes, oiseaux, pluie, homme…), le grain de pollen va développer un tube pollinique dans le style pour descendre jusque dans l’ovaire contenant les ovules ; il va alors féconder l’un de ces ovules, ce qui donnera une graine ( cela est comparable au spermatozoïde humain qui féconde un ovule ).

Une fois ses ovules fécondés, l’ovaire se transformera en un fruit contenant donc des graines ; à maturité, ce fruit tombera sur le sol, pourrira, et libèrera ainsi ses graines qui en contact avec le sol germeront pour donner naissance à une nouvelle plante assez semblable à la plante mère ( il y a des cas particuliers que nous étudierons plus tard ).

Si le fruit est consommé, il est bien probable que la ou les graine(s) ne sera(ont) pas digérée(s) ; il y a donc beaucoup de  chances qu ‘elle(s) se retrouve(nt) dans les excréments du consommateur , quelque part sur le sol ; ces excréments lui (leur) donneront une bonne matière première pour le début de sa (leur) vie.

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Source : www.clq.pastel.free.fr

           www.clg.pastel.free.fr

Il existe plusieurs possibilités de fécondation :

Contrairement à l’exemple ci-dessus, toutes les fleurs ne possèdent pas des organes des deux sexes ; certaines sont seulement mâles ou seulement femelles.

Un exemple d’autofécondation : une fleur possédant des organes des deux sexes se féconde elle-même.

On peut aussi parler d’auto pollinisation ou de fécondation directe. On peut dire que la fleur est auto-fertile.

Parfois, des fleurs pourtant bisexuées ne s’auto fécondent pas ; on parle alors de fécondation croisée ou de pollinisation croisée.

On parle parfois dans ce cas de fleurs auto-stériles

Dans certains cas où les fleurs ne possèdent pas des organes des deux sexes, ce sont bien entendu les fleurs mâles qui vont féconder les femelles, et seules ces dernières donneront des fruits.

C’est une autre forme de fécondation croisée

La forme du fruit dépend directement de l'organisation de la fleur :

On retrouve déjà la forme du fruit dans la fleur, principalement grâce au positionnement de l'ovaire qui peut être supère ou infère, adhérant ou non, à carpelles libres...

Le nombre d'ovules détermine également la forme du fruit ( noyau unique, pépins...).

OVAIRE INFERE NON ADHERANT

La reproduction générative expliquée dans ce chapitre ne concerne évidemment que les végétaux phanérogames ( qui produisent des fleurs ). Les ptéridophytes et bryophytes feront l'objet d'un autre chapitre.

3.1.3. : La sexualité des plantes

Les fleurs représentées dans la leçon précédente sont des exemples sur lesquels on trouve les deux sexes  (étamines et pistil) qui sont donc dites ‘’ bisexuées ‘’ (ou hermaphrodites) et d’autres donnant des fleurs uniquement mâles et ou uniquement femelles ; ces fleurs sont dès lors dites unisexuées mâles ou femelles.

• Lorsque les fleurs unisexuées mâles et femelles se trouvent sur un même pied, on dit que la plante est MONOIQUE  ( mono comme : une seule, et oÏque comme oÏkos : demeure) ; on n’a donc qu’une seule demeure ( une seule plante ) pour les deux sexes ( maïs, noisetier…).

• Si les fleurs mâles se trouvent sur une plante différente des femelles, on parlera alors de 
• DIOIQUE (deux demeures ; l’une pour les femelles, l’autre pour les mâles, par exemple  le Kiwi).

Certaines plantes dont les fleurs sont bisexuées peuvent se féconder si le pollen des étamines d’une même fleur  tombe sur son pistil (autogame) ; on parle alors d’autofécondation ou de fécondation directe, il en est de même si la plante est monoïque et que ses fleurs mâles peuvent féconder les femelles .

Dans de nombreux cas, surtout chez les fruitiers, le pollen d’une même fleur pourtant hermaphrodite, ne peut la féconder (allogame) et il est nécessaire de faire intervenir deux plantes, voire même dans certains cas des plantes de variétés différentes ; on parle alors de fécondation croisée .  

Dans les catalogues de fruitiers, vous trouverez généralement un tableau reprenant les différentes variétés et indiquant si l'arbre peut se féconder seul (auto fertile) ou non (auto stérile) ou encore s'il peut féconder les fleurs d'une autre variété auto stérile (c'est alors un pollinisateur). Cela pour vous aider dans l'implantation de votre verger (il faut toujours des pollinisateurs parmi les auto stériles).

3.1.4.          L'hybridation 

L’hybridation, c’est une fécondation croisée entre deux plantes aux propriétés différentes mais génétiquement compatibles. C’est par ce phénomène que la diversité est apparue, c’est également par ce phénomène que l’on crée de nouvelles variétés.

Admettons que nous désirions produire des graines de plante X dont les fleurs seraient  mauves et n'existeraient pas encore. Nous allons donc essayer de croiser des X existantes à fleurs rouges avec d’autres à fleurs bleues… ; nous déposerons du pollen des rouges sur le pistil des bleues, du pollen des bleues sur le pistil des rouges. Avec beaucoup de chance, un jour nous obtiendrons une fructification dont les graines une fois semées donneront naissance à des X mauves ; nous aurons réussi une hybridation.

Il est bon de savoir que lorsque l’on hybride artificiellement deux plantes et que cela fonctionne, les graines issues de la première fructification ( F1 ) auront pour la plus grande partie les caractéristiques recherchées (dans notre exemple, fleurs mauves) ; en semant à nouveau les graines de ces plantes fécondées entre-elles ( F2 ), on retrouvera encore bon nombre des qualités de l’hybridation, mais une partie des plantes ressemblera à l’un des ancêtres initiaux et plus on avancera ( récupérations des graines sur F2. F3 … ) plus on retrouvera de plantes à floraison bleue ou rouge mais de moins en moins de fleurs mauves ; notre variété dégénérera pour un jour redevenir uniquement comme les deux parents du départ…

L’hybridation permet, comme dans notre exemple, de créer de nouvelles couleurs mais, dans de nombreux cas, elle sert également à créer de nouvelles variétés (plus exactement, de nouveaux cultivars) plus productives ou plus résistantes aux maladies.

Ajoutons que l'hybridation, même artificielle, n'a bien entendu aucun rapport avec la manipulation génétique (OGM) dont nous parlerons brièvement en fin de chapitre.

Comment polliniser correctement pour hybrider ?

Nos exemples sont des fleurs hermaphrodites (bisexuées) car ce sont les plus délicates à polliniser artificiellement, principalement si elles sont autogames.

• sélectionner les parents qui doivent être représentatifs et en bonne santé

• avant que la fleur choisie comme ''maman'' ne s'ouvre (mais juste 1 jour afin qu'elle soit déja sexuellement mature), l'ouvrir et l'émasculer (enlever toutes les étamines).

  Fleur de tomate   Fleur de tomate émasculée    Fleur de riz     Emasculation fl. de riz      Fl. de riz émasculée

• déposer le pollen des étamines du ''papa'' sur le stigmate du pistil de la ''maman''

                      Pollinisation tomate                                                                Pollinisation riz

• isoler la fleur fécondée par un sac en toile fine afin que les insectes pollinisateurs ne puissent l'atteindre

Les ovaires grossissent ; c'est réussit !

Les images proviennent des sites TOMODORI  et  Riz AFD .

Récapitulatif des nouveaux mots de cette leçon

• BISEXUEE : fleur sur laquelle on trouve des organes des deux sexes; on peut également dire HERMAPHRODITE.
• UNISEXUEE : fleur ne portant que des organes d'un seul sexe (mâle ou femelle)
• MONOIQUE : lorsque les fleurs mâle et femelle cohabitent sur la même plante
• DIOIQUE : lorsque les fleurs mâle sont sur une plante différente des fleurs femelle
• AUTOGAME : fleur bisexuée qui peut être fécondée par son propre pollen
• ALLOGAME : fleur bisexuée dont le propre pollen ne peut la féconder
• AUTOFECONDATION : quand une plante autogame se pollinise
• FECONDATION DIRECTE : quand les fleurs mâle d'une plante monoique fécondent les fleurs femelle
• FECONDATION CROISEE : quand la fécondation d'une plante est effectuée par le pollen d'une autre
• AUTOFERTILE : se dit d'une plante capable de se féconder toute seule
• AUTOSTERILE : se dit d'une plante incapable de se féconder toute seule
• POLLINISATEUR : se dit généralement d'un fruitier qui peut polliniser certaines variétés autostériles
• HYBRIDATION : croisement artificiel entre deux variétés afin d'en obtenir une nouvelle (cultivar : voir nomenclature)

Note sur les OGM

Les OGM sont des Organismes Génétiquement Modifiés.

Tout être vivant possède son propre bagage génétique ; celui-ci se trouve inscrit dans son ADN. Les technologies actuelles permettent d'accéder à ces informations et de les changer. On peut ajouter ou retirer un gène (une information) dans un ADN et ainsi transformer l'organisme qui le contient.

Par exemple, on crée des variétés de maîs qui fabriquent eux-même des insecticides ; pour cela, on prend un gène dans une bactérie qui tue les insectes et on l'ajoute au bagage génétique du maîs qui dès lors devient lui aussi tueur d'insectes. Ces manipulations sont très compliquées et se font dans des centres de recherche très élaborés. Un Organisme Génétiquement Modifié est aussi qualifié de transgénique.

Afin de vous permettre de vous construire une opinion personnelle sur ces techniques, 3 liens ci-dessous vous dirigent vers des sites pour ou contre les OGM.

3.1.5. : La graine

Il existe autant de formes de graines qu'il existe de plantes, cependant, elles sont souvent composées des éléments suivants :

• Un tégument protecteur ( c’est l’enveloppe de la graine )

• Un ou deux cotylédons ( selon les cas…) qui sont à la fois les réserves de la graine et la première partie verte à se présenter à l’air  libre ( sauf…) pour permettre la suite du développement. Il y a des exceptions dont nous allons parler

• Une tigelle ( qui formera la tige )

• Une radicule ( qui formera les racines )

• Une gemmule ( qui formera les premières vraies feuilles )

3.1.5.1 Monocotylédones ou dicotylédones

Nous avons vu que les angiospermes se divisaient en 2 grandes classes : les dicotylédones et les monocotylédones.

Ces deux classes présentent des différences assez importante dont les principales sont le nombre de cotylédons (1 ou 2 ) et la nervation des feuilles. Les monocotylédones ont généralement des feuilles aux nervures parallèles (herbes, orchidées...) alors que les dicotylédones ont généralement des feuilles aux nervures composées ou ramifiées .

Les graines des monocotylédones et des dicotylédones sont différentes :

3.1.6. La germination

Toutes les graines ne germent pas de la même manière ; tout d'abord,  nous pouvons différencier les monocotylédones et les dicotylédones : 

3.1.6.1. schémas comparatifs des germinations monocotylédones et dicotylédones

Germination d'une monocotylédone : la radicule sot de la graine après avoir percé le coléorhize ; le coléoptile de son côté se dirige vers la surface avec en son sein la feuille qu'il protège des agressions du sol. Une fois à l'air libre, il arrête sa croissance, et la feuille qui en sort se développe. Le cotylédon, ici appelé en réalité le scutellum, reste dans la graine; son rôle était de nourrir le coléoptile pendant son développement. La première feuille donnera naissance aux suivantes. 

Germination d'une dicotylédone : la radicule sort de la graine et se dirige vers le bas pour former les futures racines ; elle se prolonge vers la graine par la tigelle devenue hypocotyle (signifie : sous le cotylédon) ; dans le cas représenté ci-dessus, cet hypocotyle se développe et tire avec lui vers la surface le reste de la graine, principalement constituée des cotylédons. Une fois à l'air libre, les cotylédons se déploient et rapidement, la première vraie feuille apparaît.

La principale différence entre ces deux germinations réside dans le fait que la monocotylédone produit un coléoptile, sorte de fourreau qui protège la première feuille jusqu'à l'air libre. D'autres différences aussi au niveau des jeunes racines. 

3.1.6.2. Hypogée ou épigée

Les schémas ci-dessus nous montrent que les cotylédons du haricot sortent à l'air libre alors que le cotylédon du maîs reste en terre.... pourtant, ce n'est pas cette différence qui est mise en avant pour qualifier les différences en terme de germination et pour cause : la germination des dicotylédones peut être aussi hypogée, c'est à dire que les cotylédons peuvent parfois aussi rester sous le niveau du sol. Pour cette raison, nous devons encore différencier les germinations hypogées (lorsque les cotylédons restent sous le niveau du sol) et épigées (lorsque, comme dans notre exemple du haricot, les cotylédons se développent à l'air libre et donc au dessus du niveau du sol).                                                                                        

EPIGEE (haricot...)

HYPOGEE (chêne...)

3.1.6.3. Conditions particulières pour la germination de certaines graines

Même lorsque nous avons de bonnes semences, il n’est pas encore certain de les voir germer ; en effet, certaines graines  demandent des traitements spéciaux pour germer.

• VERNALISATION : certaines plantes des régions froides ou tempérées ont ‘’ peur ‘’ de voir germer leurs semences alors que l’hiver n’est pas terminé ; afin de se protéger de cette éventualité, elle ont besoin de savoir que la saison froide a bien eu lieu ; si les graines n’en ont pas été exposées au gel, elles ne germeront pas ; en fait, elles contiennent  une hormone qui les empêche de se développer, et cette hormone ne peut être rendue inactive que par le gel. Il est possible de ‘’ faire croire ‘’ à ces graines que l’hiver est passé en les conservant un certain temps au frigo ou au congélateur avant de les semer. Dans nos régions, on peut semer ce genre de plantes à l’automne puisque il gèle en hiver. Cette exposition au froid s’appelle la vernalisation.

• STRATIFICATION : plutôt que de fabriquer une hormone, certaines plantes qui ont les mêmes craintes que expliqué dans la vernalisation ont choisit d’envelopper leurs graines dans de gros fruits dont la coque est épaisse et ne peut être ‘’ ramollie ‘’ que par les rudes conditions hivernales ( froid, humidité, gelée…). Si l’on désire faire germer ces graines, il faudra les stratifier, c’est à dire les disposer dans de gros pots en terre cuite par couches successives séparées par des lits de sable ; ces pots seront placés dehors à l’automne ( et protégés des rongeurs ), et l’hiver ayant fait son œuvre, les graines seront semées au printemps.

• PRE GERMINATION : certaines plantes tropicales ont des graines très dures qui doivent séjourner un certain temps dans les conditions d’humidité et de chaleur de la forêt …tropicale…, lorsque l’on cultive ces plantes, il n’est bien entendu pas question de les exposer au gel pour les ‘’ ramollir ‘’, dans ce cas, on pratique en serre la pré germination, c’est à dire que l’on les trempe 2 – 3 jours dans de l’eau chaude afin d’en altérer l’enveloppe et donc d’en permettre la germination.

• SCARIFICATION : il n’est nullement question ici du traitement des mousses, mais le terme est semblable ; scarifier des semences, c’est en altérer l’enveloppe dure à l’aide de limes ou de papier de verre ou encore de machines du genre éplucheuse à pommes de terre…afin de permettre l’humidité d’y pénétrer et donc de déclencher la       germination.

 Améliorations artificielles de certaines graines

Pour augmenter la qualité commerciale des semences, on pratique parfois certaines améliorations qui vont permettre une meilleure germination, une utilisation plus aisée et un rendement supérieur.

• DESINFECTION : les graines sont trempées dans un fongicide et/ou un insecticide afin d’éviter qu ‘elles ne soient attaquées par un champignon ou un insecte ; par exemple, il n’est pas rare que les graines de haricots soient dévorées par les bruches ( petit insecte brun ligné avec un grand rostre ), si elles sont enrobées d’un insecticide, après un repas, les bruches seront détruites ; les fongicides empêcheront les champignons de faire pourrire les semences en cas d’humidité accidentelle.

Les graines traitées de la sorte sont généralement colorées afin que l’on ne les consomme pas et que l’on ne les donne pas en nourriture à des animaux comme les oiseaux par exemple.

• ENROBAGE : certaines graines de première qualité sont enrobées d’une matière de charge ( pour donner du volume ) mélangée à un engrais et parfois également de produits de protection fongicide ou insecticide ; cela permet d’augmenter encore le pourcentage de germination et également de semer les graines avec précision à la main, mais aussi mécaniquement. Certaines graines de gazon pour regarnissage sont enrobées d’un produit répulsif contre les fourmis et les oiseaux.

• BANDELETTES : certaines graines que l’on sème généralement en ligne puis que l’on éclaircit ensuite ( voir le semis ) sont disposées par le producteur sur des bandelettes de 4 -5 m de longueur, en déroulant ces bandelettes dans le sillon de semis, on aura la même distance entre chaque graine et l’éclaircissage ne sera plus nécessaire ; il est bien entendu que les graines traitées de la sorte sont également de première qualité et généralement enrobées ( afin d’avoir une germination maximale et donc pas de trous dans la ligne ) ; on trouve des carottes, des navets et quelques autres légumes à éclaircir sous cette présentation.