Introduction
La reproduction des plantes à fleurs est un processus fascinant qui débute avec la germination d'une graine et se termine avec la formation d'un fruit. Ce cycle complexe implique plusieurs étapes clés, notamment la floraison, la pollinisation, la fécondation et la fructification. Comprendre ces étapes est essentiel pour apprécier la diversité et la complexité du monde végétal, ainsi que pour optimiser le rendement des cultures.
La Germination : Le Réveil de la Graine
La germination est le processus par lequel une graine se transforme en une jeune plante. Cette transformation se produit lorsque les conditions environnementales sont favorables, notamment une température adéquate, une humidité suffisante et la présence d'oxygène.
Les besoins de la graine pour germer
Pour germer, les graines ont besoin d'une quantité d'eau raisonnable, de chaleur et d'air. La chaleur doit être suffisante, car une température trop basse empêcherait la graine d'évoluer.
Le processus de germination
Au début, la graine de haricot est entourée d'une sorte de peau épaisse qu’on appelle le tégument. C’est une protection contre les agressions extérieures. Une petite racine apparaît au bout de quelques jours. Puis, la plantule grandit jusqu’à transpercer le tégument, une petite pointe verte sort ; on dit que la graine germe. Ensuite, une petite tige pousse et on distingue de minuscules feuilles. Les racines continuent de pousser.
L'embryon situé dans la graine utilise les réserves contenues dans les cotylédons pour se développer.
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Le rôle des cotylédons
Les feuilles ont poussé ; les 2 cotylédons se sont flétris. Ils sont peut-être même tombés sur la terre. Ses racines sont suffisamment fortes pour nourrir la plante.
Les plantes annuelles et vivaces
Les plantes qui survivent à l'hiver pendant plusieurs années sont dites vivaces. Celles qui ne vivent qu'un an sont dites annuelles. Elles produisent et libèrent des graines qui passent l'hiver dans le sol. Le haricot est une plante annuelle. Après avoir germé au printemps, la plante se développe pour donner des fleurs, puis des fruits contenant les graines durant l'été. À l'automne, la plante meurt. Seules les graines de haricots restent dans le sol pendant l'hiver. Au printemps, le cycle recommence.
La Floraison : L'Apparition des Fleurs
La floraison est l'étape où la plante développe des fleurs, les organes reproducteurs des plantes à fleurs. La fleur est l’appareil reproducteur de la plupart des plantes.
Structure de la fleur
Celle du haricot possède à la fois des organes mâles, les étamines, et un organe femelle, le pistil.
Le rôle des étamines et du pistil
Les étamines sont les organes reproducteurs mâles de la fleur. Elles produisent le pollen. Le pistil est l'organe reproducteur femelle de la fleur. Il produit les ovules et donnera le fruit après fécondation. L'ovule est un élément sphérique contenu dans l'ovaire du pistil et qui donnera la graine.
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La floraison du haricot
La floraison du haricot s’étendra de mai à septembre, selon la variété du haricot.
La Pollinisation : Le Transport du Pollen
La pollinisation est le transfert du pollen des étamines au pistil. Ce processus est essentiel pour la fécondation et la production de graines et de fruits.
Le processus de pollinisation
La reproduction est assurée lorsque le pollen d’une étamine entre en contact avec le pistil. On parle alors de pollinisation.
Les agents de pollinisation
Pour que le pollen puisse passer d'une fleur à une autre, il lui faut un intermédiaire comme l'abeille qui l'emporte sur son dos pour nourrir sa ruche et qui tombe sur une autre fleur. La pollinisation désigne le dépôt du grain de pollen sur le pistil de la fleur. Celle-ci se fait souvent grâce au vent ou aux insectes.
L'importance de la pollinisation
La pollinisation est capitale pour les cultures car elle contrôle la production des graines et des fruits même si des exceptions existent.
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La Fécondation : L'Union des Gamètes
La fécondation est l'union du gamète mâle (contenu dans le pollen) et du gamète femelle (l'oosphère) situé dans l'ovule. Cette union donne naissance à un zygote, qui deviendra l'embryon de la graine.
Le rôle de l'ovule
Chez les Angiospermes, l’ovule est généralement limité par deux téguments et présente un orifice, ou micropyle, à son extrémité. L’ovule est constitué d’un tissu homogène diploïde, le nucelle. Il est lié au carpelle au niveau du hile.
Le processus de fécondation chez les angiospermes
Une fois déposé sur le stigmate, le grain de pollen s’hydrate et produit un tube qui pénètre dans le style et progresse jusqu’au sac embryonnaire. Le noyau végétatif localisé à l’extrémité du tube disparaît alors que le noyau reproducteur se divise en deux pour donner les deux gamètes mâles.
Les Angiospermes, tels que les fruitiers, sont caractérisés par une « double fécondation ». Un des gamètes mâles va fusionner avec l’oosphère pour donner un œuf diploïde qui se divise et donne l’embryon. La fusion du deuxième gamète avec les noyaux polaires donnera naissance à un tissu de réserves triploïde (1n chromosomes paternels + 2n chromosomes maternels), l’albumen.
Les délais de la fécondation
Dans des conditions favorables, la fécondation suit la pollinisation de quelques heures à plusieurs semaines (9 à 120 h chez les pommiers, pruniers et cerisiers, 4 sem chez Citrus trifoliata). Chez certains chênes, 1 an peut séparer pollinisation et fécondation.
L'incompatibilité
La fécondation ne peut se réaliser que s’il n’y a pas d’incompatibilité entre le grain de pollen et l’organe femelle. Ce phénomène permet d’éviter les croisements inter-génériques et interspécifiques. Toutefois, il existe aussi des cas d’auto-incompatibilité qui réduisent les croisements entre les gamètes mâles et femelles d’un même individu.
La Fructification : La Formation du Fruit
La fructification est le développement de l'ovaire de la fleur en fruit, contenant les graines. Les ovules et la paroi de l'ovaire grossissent.
Le rôle de l'ovaire
En absence ou non de fécondation, la paroi de l’ovaire donne naissance aux tissus du fruit.
Les différents types de fruits
Elle peut se développer soit en une structure succulente et aboutir ainsi aux fruits charnus comme les baies (raisin, banane, tomate …), les piridions (pomme et poire) et les drupes (olive, pêche, cerise …) ou bien évoluer vers une structure lignifiée à maturité dans le cas des fruits secs. Ceux-ci peuvent être déhiscents, ils s’ouvrent alors pour libérer les graines, comme par exemple les follicules (pivoine, magnolia …), les gousses (pois, fèves), les siliques (chou, radis, colza) ou indéhiscents comme les akènes (tournesol, renoncule), les caryopses (graminées) et les samares (érable, frêne).
La parthénocarpie et la sténospermocarpie
Si la nouaison a lieu sans fécondation, on parle de parthénocarpie et le fruit ne renferme pas de graines.
Dans le cas de la sténospermocarpie, la pollinisation et la fécondation se déroulent normalement mais l’arrêt du développement de l’embryon entraine l’avortement des graines, ce qui aboutit à des raisins sans pépin.
Exemples de fruits parthénocarpiques
Les plus classiques sont par exemple l’ananas, certains pamplemousses, les oranges Navel, les bananes communes, les clémentines, des pommes, et des poires.
Le développement du fruit et les hormones
Le développement des fruits est contrôlé par la production d’auxine, hormone végétale, par les graines. Chez de nombreuses espèces de pommes et de poires il existe une corrélation positive entre la masse du fruit et le nombre de graines qu’il renferme.
Le rôle des graines dans la qualité du fruit
Le nombre de graines intervient aussi sur la couleur, le goût et la texture de la chair des Kakis et la teneur en sucres des poires.
Le Rôle de la Pollinisation dans la Production de Semences
La production des graines dépend évidemment de la pollinisation mais l’abondance du pollen intervient aussi, en particulier dans le cas des semences hybrides. Ainsi, dans le cas des semences de carotte, la distance des plantes mâle-stériles des rangs pollinisateurs, et donc le nombre de grains de pollen déposés, a une incidence majeure sur le nombre de semences produites, leur poids et leur qualité germinative. Il est donc généralement recommandé de mettre des pollinisateurs (mouches, abeilles …) pour améliorer la production et la qualité des semences.
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