Le carpelle, élément fondamental de l'appareil reproducteur femelle des plantes à fleurs (Angiospermes), joue un rôle crucial dans la formation des fruits et des graines. Cet article explore en détail le carpelle, en particulier dans le contexte des fleurs possédant un seul ovule par carpelle, en fournissant des exemples et des explications claires.
Qu'est-ce qu'un Carpelle ?
Selon le Dictionnaire illustré de Botanique, le carpelle est « Pièce florale à fonction féminine dérivant par modification d’une feuille et formée de l’ovaire contenant les ovules, du style et du stigmate. » Il est donc constitué de trois parties principales :
- L'ovaire: Contient les ovules et se transforme en fruit après la fécondation.
- Le style: Une colonne reliant l'ovaire au stigmate.
- Le stigmate: La surface réceptrice du pollen.
Seules les Angiospermes possèdent des carpelles. Une fleur peut avoir un ou plusieurs carpelles, indépendants ou soudés. L'ensemble des carpelles forme le gynécée, souvent appelé pistil dans le langage courant.
Carpelles et Ovules : La Base de la Formation des Fruits
Après la fécondation, les pièces florales autres que le gynécée dégénèrent. Il y a autant de sortes de fruits qu’il existe de sortes de fleurs. Si la paroi du fruit est composée uniquement de la paroi de l’ovaire, on parle de fruit simple. Quand le gynécée est formé d’un seul carpelle ou de plusieurs carpelles soudés, il se forme un fruit unique après la fécondation. La transformation du pistil, c'est-à-dire du ou des carpelles, après la fécondation des ovules, donne naissance au fruit. Les ovules fécondés deviennent des graines, tandis que les parois carpellaires se transforment en péricarpe, l'enveloppe protectrice du fruit.
Placentation : L'Arrangement des Ovules dans l'Ovaire
La placentation décrit la disposition des ovules à l'intérieur de l'ovaire. On distingue principalement deux types :
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- Placentation axile: Les graines sont réunies par leur placenta vers le centre du fruit, comme illustré par la tomate (Lycopersicon esculentum).
- Placentation pariétale: Les graines sont rattachées à la paroi du fruit, comme observé chez le kiwano (Cucumis metuliferus).
Dans le cas d'un ovaire composé de plusieurs carpelles, la placentation axile se produit lorsque les carpelles se soudent par leurs côtés, conservant les loges initiales et un placenta central. La placentation pariétale se manifeste lorsque les carpelles s'ouvrent et se soudent par leurs bords, avec le placenta situé sur la paroi de l'ovaire.
Exemples de Fleurs et de Fruits avec un Seul Ovule par Carpelle
Bien que de nombreuses fleurs possèdent plusieurs ovules par carpelle, certaines espèces présentent des carpelles contenant un seul ovule. Ces cas sont particulièrement intéressants pour comprendre l'évolution et la diversité des structures florales.
Fruits Simples Dérivés d'un Carpelle Unique
Dans les fruits simples, la paroi du fruit est entièrement issue de la paroi de l’ovaire. L’ovaire peut être supère (situé au-dessus de la zone d’insertion des pétales) ou infère (situé en dessous de la zone d’insertion des pétales). Le péricarpe, paroi du fruit dérivant de la paroi de l’ovaire, peut se charger en substances hydrophiles et d’eau, donnant un fruit charnu comme une baie, ou se lignifier complètement, formant un fruit sec.
Fruits Charnus: Quand l’endocarpe du fruit charnu est lignifié, un noyau se forme et les graines situées dans le noyau sont appelées amandes. Le fruit est appelé une drupe. Un exemple est la noix de coco issue d’un ovaire triloculaire mais dont une seule graine se développe.
Fruits Secs Indéhiscents: Si le fruit ne peut s’ouvrir, on parle de fruit indéhiscent. On parlera d’akène dans le cas où la graine est libre et non soudée au péricarpe. C’est le cas de la samare qui est un akène ailé. On parlera de caryopse quand la graine n’est pas libre car son tégument est soudé au péricarde du fruit.
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Fruits Multiples Dérivés de Carpelles Libres
Quand le gynécée est formé de plusieurs carpelles libres, chacun évoluera un fruit simple. On peut citer en exemple la disamare de l’érable, la diakène des ombellifères comme la carotte. Quand le nombre de carpelles libres est supérieur à 4, on parle de fruits multiples. On peut alors citer en exemple la framboise qui est une poly-drupe. La fraise qui présente de nombreux akènes indépendants peut être qualifiée de poly-akène.
Le Cas Spécifique des Euphorbiaceae
Les Euphorbiaceae présentent un gynécée formé de trois carpelles fermés à parois cocoïdes et à styles et stigmates séparés. Chaque carpelle contient 1 seul ovule anatrope, généralement recouvert par une excroissance du placenta axile, l'obturateur. Exceptionnellement, les Phillanthus ont 2 ovules, et d'autres fois, la placentation peut être apicale. Le fruit est une capsule dite tricoque, ou rhegmacarpe, à triple déhiscence. À maturité, il se divise en trois coques, par déhiscence septicide et septifrage ; les 3 coques s'ouvrant elles-mêmes dorsalement par déhiscence loculicide.
Fruits Composés et Infrutescences
On peut observer ce qu’on appelle un fruit composé ou une infrutescence, c’est-à-dire une association de fruits dérivant d’une inflorescence, qui est une association de fleurs. La pomme est un fruit complexe dérivé d’un ovaire infère adhérent : l’ovaire se situait en dessous de la zone d’insertion des pétales et adhérait au conceptacle floral. Ainsi le fruit est en réalité ce qu’on appelle vulgairement le trognon.
Dissémination des Graines : Un Facteur Clé
La dissémination des graines est cruciale pour la survie et la propagation des espèces végétales. Elle peut se faire de différentes manières :
Autochorie: La dissémination s’effectue à courte distance, par un mécanisme d’éjection propre aux fruits secs qui projette des graines autour de la plante mère.
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Anémochorie: Le transport des semences par le vent. Les espèces anémochores développent des semences de petite taille, de masse faible et souvent dotées d’expansions ou de surfaces porteuses. Un exemple est l’inflorescence de pissenlit dont les multiples akènes disposent d’une structure plumeuse en forme de parapluie. Le fruit de l’érable sycomore est une disamare : il est formé de deux akènes présentant chacun une expansion membranaire ou aile qui favorise leur dispersion.
Zoochorie: Le transport des semences par les animaux. Les espèces zoochores peuvent produire des semences s’accrochant aux animaux comme c’est le cas pour la semence de bardane qui présente des crochets. Certaines semences peuvent être consommées par les animaux qui digèreront uniquement la partie charnue et rejetteront les graines dans leurs excréments (endozoochorie). Certaines graines possèdent une extension comestible pour les animaux, comme la graine de violette et son élaïosome, qui est emportée par les fourmis.
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