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Comment les plantes se reproduisent-elles?

Graines de grenade

Graines de grenade (megspl, Pixabay)

Graines de grenade

Graines de grenade (megspl, Pixabay)

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Sujets
Parlons sciences

Quels sont les liens avec mon programme d'études?

Découvre la pollinisation et autres formes de reproduction sexuée des plantes. De plus, savais-tu que les plantes peuvent aussi se reproduire de façon asexuée?

Les plantes sont des organismes vivants. Cela signifie qu’elles doivent se reproduire afin de transmettre leurs gènes aux générations futures. Les plantes peuvent créer des descendants par reproduction sexuée ou asexuée.

Reproduction sexuée

La reproduction sexuée nécessite du matériel génétique (ADN) de deux parents. Les plantes parentales ont des cellules reproductrices mâles et femelles, que l’on appelle gamètes. Le matériel génétique mâle et femelle des gamètes se rassemble pour la fécondation afin de produire la descendance. C’est ce qu’on appelle la fertilisation.

Les graines produites par la fertilisation contiennent le matériel génétique des deux parents. En conséquence, la descendance n’est pas génétiquement identique aux parents, mais leur ressemble souvent. Cette diversité génétique chez la descendance peut l’aider à survivre en cas de modification des conditions environnementales.

Les plantes à fleurs ont une reproduction sexuée qui s’appelle la pollinisation. Les fleurs ont des organes reproducteurs mâles appelés étamines et des organes reproducteurs femelles appelés pistils. L’anthère est la partie de l’étamine qui contient du pollen. Ce pollen doit être déplacé vers une partie du pistil qui s’appelle le stigmate.

Ce schéma en couleur illustre les parties reproductrices d’une fleur.

Les parties d’une fleur (Parlons science avec une image de Clker-Free-Vector-Images via Pixabay).

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Ce schéma en couleur illustre les parties reproductrices d’une fleur.

Une fleur entière est illustrée au centre de l’image. Deux zones de cette fleur sont agrandies dans des illustrations plus petites et distinctes, dans les coins inférieurs gauche et droit. Le nom de certaines parties de la fleur est inscrit en caractères noirs et des lignes rouges plus ou moins longues relient chaque nom à la partie désignée.

La fleur a des pétales orange, dont l’un est désigné du nom de « pétale ». Une longue structure verte allant vers le haut à partir du centre des pétales est désignée en gros caractères comme étant le « pistil ». Les trois parties du pistil sont identifiées en caractères plus petits. La partie creuse en forme d’amande située à la base porte la mention « ovaire ». La structure verte, longue et fine qui se trouve au-dessus est désignée sous le nom de « style ». Le bout plus large et dentelé est appelé « stigmate ».

De chaque côté du pistil, on voit des « bras » longs, fins et effilés, surmontés de formes ovales jaunes. L’une de ces parties jaunes a été encerclée en noir, et une flèche pointe vers l’illustration plus petite en bas à droite de l’image. Cette structure jaune est identifiée en gros caractères comme étant une « étamine ». Trois parties de l’étamine sont identifiées en petits caractères. La structure externe jaune porte est appelée « anthère ». Une coupe dans le bas de l’anthère permet de voir de minuscules sphères orangées. Ces sphères sont appelées « grains de pollen ». Le filament vert qui supporte l’anthère est appelé « filet ».

L’ovaire est lui aussi encerclé, et une flèche le relie à une illustration plus petite, à gauche de l’image. Cette petite illustration montre un grossissement d’un ovaire coupé en deux. Le dessin montre que l’intérieur de l’ovaire est bordé de chaque côté du centre par de petites formes ovales. Ces formes ovales portent la mention « ovules ».

Enfin, l’une des deux structures vertes, fines et pointues situées sous la base de la fleur, au sommet de sa tige, est appelée "sépale".

Attention aux fausses idées!

Les fleurs ne sont pas toutes grandes et de couleurs vives! Certaines plantes à fleurs, comme les graminées, ont des fleurs minuscules et peuvent même être vertes, ce qui peut les rendre difficiles à voir.

Les plantes peuvent se reproduire par autopollinisation ou par pollinisation croisée. L’autopollinisation se produit lorsque le pollen d’une plante féconde ses propres ovules. La pollinisation croisée se produit lorsque le vent ou les animaux transportent le pollen d’une plante pour fertiliser les ovules d’une autre plante. L’avantage de la pollinisation croisée est qu’elle favorise la diversité génétique. Certaines plantes possèdent des caractéristiques qui empêchent l’autopollinisation, comme le pollen et les ovules qui se développent à différents moments.

Les pollinisateurs sont les animaux qui transportent le pollen entre les plantes. De nombreux pollinisateurs sont des insectes, comme les abeilles, les papillons de jour et de nuit, et les coléoptères. Des oiseaux, comme les colibris, et même certains mammifères, comme les chauves-souris et les rongeurs, peuvent aussi transporter le pollen d’une plante à l’autre. Les pollinisateurs sont souvent attirés par les couleurs et le parfum des fleurs. Le pollen se colle au corps du pollinisateur pendant qu’il se nourrit du nectar de la fleur.

Abeille couverte de pollen

Bee covered in pollen (Source: USGS Bee Inventory and Monitoring Lab [public domain] via Wikimedia Commons).

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La photo montre la tête, le dessus des ailes et le haut du torse d’une abeille.

Presque tout son corps est recouvert de poils jaunes et noirs, épais et duveteux, couverts de grains de pollen jaune vif. Les yeux foncés et ronds situés de chaque côté de la tête et les deux longues antennes brunes sont les seules parties de l’abeille qui ne sont pas recouvertes de pollen.

L’étape qui suit la pollinisation est la fécondation. Une fois qu’il atteint le pistil, le pollen doit fertiliser un œuf à l’intérieur du stigmate. Cet œuf s’appelle l’ovule.

La fertilisation produit des fruits qui contiennent des graines. Certains fruits sont charnus, comme les oranges et les pastèques (melons d’eau). D’autres sont secs, comme les glands ou les noix. Ces fruits représentent une nourriture attrayante pour divers animaux. Après avoir digéré les fruits qu’ils ont mangés, les animaux expulsent les déchets de leur système digestif et les graines encore intactes peuvent prendre racine et pousser loin des plantes qui les ont produites!\

Attention aux fausses idées!

Certaines plantes ne produisent pas de fleurs. Les plantes à fleurs sont un groupe de plantes qui s’appellent les angiospermes. Il existe également des plantes non florifères. Il s’agit notamment des mousses, des fougères et des conifères.

Reproduction asexuée

Dans le cas de la reproduction asexuée, l’ADN d’un seul parent est nécessaire. La descendance est génétiquement identique au parent. Les descendants génétiquement identiques sont appelés clones et sont plus sensibles aux maladies et aux changements environnementaux défavorables en raison de leur faible diversité génétique.

La reproduction asexuée peut se faire de différentes manières, notamment la multiplication végétative et la fragmentation.

Il y a une multiplication végétative lorsque de nouvelles plantes se forment sans qu’il y ait production de graines ou de spores. Une nouvelle plante pousse à partir d’une partie de la plante mère. Selon le type de plante, la multiplication végétative se produit de différentes manières. Voici quelques exemples.

  • L’ail, les oignons et les tulipes se reproduisent tous par de vrais bulbes. Ces tiges courtes souterraines sont également appelées caïeux. Ils possèdent un plateau qui est généralement entouré d’écailles modifiées. Ces écailles forment une écorce appelée tunique. De nouveaux bulbes poussent sur le plateau du bulbe principal.
  • Les crocus se reproduisent à l’aide de cormes, qui sont similaires aux vrais bulbes. Cependant, une corme n’a pas autant de couches. Les cormes sont utilisées pendant la saison de croissance et sont remplacées par une ou plusieurs nouvelles cormes.
  • Les plants de pommes de terre se reproduisent à l’aide de tubercules. Ces excroissances souterraines produisent de nouvelles plantes à partir de tiges ou de points de croissance appelés œilletons.
  • Les plants de gingembre se reproduisent à l’aide de rhizomes. Ces tiges poussent latéralement le long du sol ou juste en dessous de la surface. Elles se ramifient pour produire de nouveaux points de croissance.
  • Les fraisiers se reproduisent à l’aide de stolons. Ils ressemblent à des branches qui poussent sur le sol. Les stolons s’ancrent au sol et développent des racines qui se transforment en nouvelles plantes.

Attention aux fausseidées!

Un tubercule n’est pas une racine, mais une tige modifiée qui pousse sous terre. Les cormes et les rhizomes sont d’autres exemples de tiges spécialisées.

Rhizomes, bulbes, cormes, tubercules et stolons
Dans le sens des aiguilles d'une montre, à partir du haut à gauche : Gingembre (rhizome), alliums, tulipes (bulbes) et crocus (cormes), pommes de terre et patates douces (tubercules) et herbe (stolons) (Sources: Judgefloro via Wikimedia Commons, karma_pema via iStockphoto, U.S. Department of AgricultureLance Chueng/Visual Information Specialist/USDA [Public domain] via Wikimedia Commons and Macleay Grass Man [CC BY 2.0] via Wikimedia Commons).
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Les quatre photos en couleur montrent des plantes qui se reproduisent par moyens différents.

Il y a deux photos en haut et deux photos en bas. La photo du haut à gauche montre un panier de gingembre sur lequel un rectangle de carton blanc indique le prix. Les morceaux de gingembre sont beiges et de forme arrondie.

La photo du haut à droite montre trois sortes de bulbes de fleurs sur une table en bois. Une bande blanche portant un nom identifie chaque type de bulbe. En haut à gauche, le mot « allium » est devant de petits bulbes blancs arrondis. À droite, le mot « tulipe » est placé devant de gros bulbes dorés et pointus. En bas à gauche, le mot « crocus » est placé devant des bulbes dorés et trapus, qui sont des cormes de crocus. Les cormes sont un type de bulbes.

Dans la photo du bas à gauche, on voit deux petites touffes d’herbe tenues dans la main d’une personne. Les touffes d’herbe sont reliées entre elles par une racine longue et épaisse. Chaque touffe possède un réseau de fines racines enchevêtrées et recouvertes de terre.

La photo en bas à droite montre un étalage de pommes de terre et de patates douces dans un supermarché. Les pommes de terre sont à gauche de l’image. Elles ont plus ou moins la forme d’un œuf; leur pelure est or pâle avec des yeux brun foncé. À droite de l’image, les patates douces sont plus foncées, d’une teinte dorée tirant sur le rouge. Plus effilées que les pommes de terre, les patates douces sont également plus pointues dans les bouts.

Le savais-tu?

L’apomixie est une forme de reproduction asexuée pour certaines espèces de graminées. La plante mère produit des graines sans fertilisation.

La fragmentation est une autre forme de reproduction asexuée. Elle se produit lorsque de petites parties d’une plante tombent sur le sol et que de nouvelles plantes commencent à pousser à partir de celles-ci. Les animaux ou le vent peuvent casser de petites tiges ou faire tomber les feuilles des plantes. C’est l’une des façons dont les plantes comme les hépatiques et les mousses se reproduisent.

Les horticulteurs sont des gens qui étudient les plantes. Ils utilisent souvent la reproduction asexuée par fragmentation pour faire pousser de nouvelles plantes. Ils coupent une feuille d’une plante et la mettent dans l’eau ou le sol. Ce procédé s’appelle souvent la multiplication à partir de boutures ou bouturage.

Nouvelles plantes poussant le long d’une feuille

Nouvelles plantes qui poussent sur le bord d’une feuille (Source: Marshman [CC-BY-SA 3.0] via Wikimedia Commons).

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Photographie en couleur d’une grande feuille posée à plat sur le sol; des feuilles plus petites ont commencé à pousser près d’elle.

La grande feuille est épaisse et vert pâle. Elle forme un angle en diagonale sur la photo et repose sur un sol sombre et d’apparence humide. Elle est déchirée en deux et les bords de la déchirure sont secs et bruns. Deux petites touffes de feuilles beaucoup plus petites poussent à partir de deux endroits sur le bord de la grande feuille. La touffe du haut se trouve près de l’endroit où la grosse feuille est déchirée, et l’autre est en bas de l’image, là où la grosse feuille touche la terre. Les nouvelles feuilles sont vertes avec des bordures et des nervures rose vif.

Le savais-tu?

Le coco de mer (Lodoicea maldivica) produit la plus grosse graine de toutes les plantes . On le trouve aux Seychelles. En moyenne, les graines de ce fruit pèsent 25 kg et peuvent atteindre 500 cm de diamètre!

En savoir plus

Reproduction des plantes
Cette entrée de l’encyclopédie Larousse traite des différents modes de reproduction des plantes.

La reproduction, la naissance et la croissance des végétaux
Page de Soutien scolaire expliquant la biologie et les cycles de vie des v.g.taux.

La reproduction asexuée
Cette page de Alloprof explique la reproduction chez les végétaux.

Références

BBC Bitesize. (n.d.). Reproduction in plants. Retrieved from https://www.bbc.co.uk/bitesize/guides/z2xg87h/revision/1

Canadian Wildlife Federation. (n.d.). Explore our pollinators. Retrieved from http://cwf-fcf.org/en/resources/encyclopedias/fauna/explore-our-pollinators.html

Chen, D. Y. (1998, September 28). Asexual Reproduction. Retrieved from https://ucmp.berkeley.edu/glossary/gloss6/asexual.html

Koning, R. (1994). Natural Vegetative Propagation. Retrieved from http://www1.biologie.uni-hamburg.de/b-online/ibc99/koning/vegpropn.html

Lambers, H. (2018, November 21). Plant reproductive system. Retrieved from https://www.britannica.com/science/plant-reproductive-system

Lumen Biology for Majors II. (n.d.). Sexual Reproduction in Plants. Retrieved from https://courses.lumenlearning.com/wmopen-biology2/chapter/sexual-reproduction-in-plants/

Lumen Boundless Biology. (n.d.). Asexual Reproduction. Retrieved from https://courses.lumenlearning.com/boundless-biology/chapter/asexual-reproduction/

ProFlowers. (2015, May 29). Flower Anatomy: The Parts of a Flower. Retrieved from https://www.proflowers.com/blog/flower-anatomy