ATTENTION

Notre site web rencontre actuellement quelques difficultés techniques et nous travaillons fort pour les corriger.

Soyez assuré que vous pouvez toujours accéder à nos programmes et ressources!

Les graines et la germination

Format
Sujets
Parlons science
Lisibilité
7.5

Quels sont les liens avec mon programme d'études?

Apprends ce qu’il y a à l’intérieur d’une graine de tomate, comment elle se disperse et toutes les choses dont elle a besoin pour germer et grandir.

Les graines et la germination

Regarde de plus près lorsque tu coupes une tomate en deux. Tu pourrais y voir le début de plusieurs plantes à l’intérieur. En effet, chaque graine de tomate renferme une minuscule plante qui est vivante, mais dormante. Cela signifie que cette plante ne se développe pas et qu’elle attend, tout simplement. Quand les conditions environnementales seront adéquates, la graine germera. En d’autres termes, la minuscule plante sortira de la graine et commencera à pousser.

Graines à l’intérieur d’une tomate (Parlons sciences en utilisant une image de beatrize via Pixabay)
Graines à l’intérieur d’une tomate (Parlons sciences en utilisant une image de beatrize via Pixabay)

 

Les parties d’une graine de tomate

Les plantes à fleurs (notamment la tomate) se reproduisent en fabriquant des graines. La minuscule plante qui se trouve à l’intérieur d’une graine s’appelle une plante embryonnaire. Embryonnaire signifie que la plante est au tout début de son développement. La plante embryonnaire possède une racine embryonnaire appelée radicule ainsi qu’une ou deux feuilles embryonnaires appelées cotylédons. Une enveloppe protectrice, appelée tégument, entoure la plante embryonnaire.

Vue en coupe d’une graine de tomate (© 2020 Parlons sciences).
Vue en coupe d’une graine de tomate (© 2020 Parlons sciences).

 

Les plants embryonnaires de tomates ont besoin d'énergie pour germer. L'albumen est l'énergie qui est stockée à l'intérieur de la graine. Il s'agit généralement d'amidon - un glucide complexe composé de nombreuses molécules de sucre liées entre elles. 

Dans d’autres types de graines, appelées graines exalbuminées, la réserve d’énergie se trouve dans les cotylédons. Les pois et les haricots verts sont deux exemples de plantes ayant des graines exalbuminées.

On classe les plantes à fleurs selon le nombre de cotylédons qu’elles ont dans leurs graines. Quand une plante à fleurs possède des graines à un seul cotylédon, ou feuille embryonnaire, c’est une monocotylédone. Quand elle possède des graines à deux cotylédons, c’est une dicotylédone. La tomate est une dicotylédone.

La vie d’une graine avant la germination

Les graines sont des organismes vivants et donc ne peuvent pas survivre éternellement. Certaines graines, comme celles d’oignon, ne gardent leur faculté germinative que pendant une année. D’autres, comme les graines de concombre ou de laitue, peuvent germer pendant cinq ans ou plus. Les graines de tomate conservent cette faculté pendant au moins quatre ans.

Dans la nature, les graines sont dispersées afin que les plantes puissent grandir dans de nouveaux endroits où elles ne seront pas en compétition avec leurs parents. Elles peuvent être transportées par le vent, l’eau ou la fourrure d’un animal. Les graines de tomate peuvent utiliser les animaux pour se disperser selon différentes méthodes. Lorsque les animaux mangent les tomates, les graines peuvent survivre à la digestion. Elle sont donc « semées » lorsque l’animal fait ses besoins un peu plus loin de la plante mère.

Le savais-tu?

Les plus vieilles graines ayant réussi à germer étaient âgées de 32 000 ans! Elles provenaient d’une plante à fleurs appelée Silene stenophylla. Elles ont été découvertes préservées dans la glace par des scientifiques russes en Sibérie.

La germination des graines de tomate

Comme toutes les graines du monde, celles des tomates restent dormantes jusqu’à ce que les conditions environnementales soient idéales pour leur germination. Les graines ont besoin d’eau, d’oxygène et de chaleur pour commencer à se développer.

Sèches, les graines sont dormantes (A). Un apport d’eau ramollit le tégument, ce qui permet à la plante embryonnaire de germer plus facilement. L’eau est également absorbée par les cellules de la plante embryonnaire, ce qui les fait grossir. 

De l’oxygène entre également dans la graine. Chez les animaux, comme chez les végétaux, les cellules ont besoin d’oxygène pour la respiration cellulaire, le processus qui leur permet de fabriquer de l’énergie à partir de nourriture. À cette étape, la graine de tomate puise son énergie dans l’albumen.

Les températures idéales de germination varient en fonction des espèces de plantes. En général, les températures très froides empêchent la germination et les températures chaudes l’accélèrent. Les graines de tomate ne germent pas en dessous de 10 °C et préfèrent les températures comprises entre 16 et 30 °C.

Le savais-tu?

Les graines nécessitent des conditions particulières pour germer. Certaines graines doivent même subir une période de froid (vernalisation) afin de pouvoir germer.

Lorsqu’une graine de tomate dispose d’eau, d’oxygène et de chaleur, la plante embryonnaire commence à se développer. La radicule est la première partie de la plante à sortir du tégument ramolli (B et C), suivie des cotylédons (D). Tant que les conditions environnementales sont adéquates pour elle, la plante poursuit son développement. Ses racines continuent de s’étendre vers le bas tandis que la pousse et les cotylédons grandissent vers le haut.

Photos d’une graine de tomate avant et pendant la germination (©2020 Parlons sciences).
Photos d’une graine de tomate avant et pendant la germination (©2020 Parlons sciences).
Graphique - Version texte

Étiquettes d'images:

A. Sèche, cette graine dormante a un testa recouvert de poils (trichomes).

B. Après deux jours dans un environnement chaud et humide, la radicule a transpercé le testa ramolli.

C. À quatre jours, la radicule a poussé de plusieurs millimètres.

D. À six jours, les cotylédons (verts) sont sortis du testa et la radicule continue de grandir (non visible).

Veuillez noter que chaque photo indique l’échelle d’un millimètre (1 mm).

Les processus qui se déroulent à l’intérieur de la graine sont aussi importants. Pendant la germination, la plante embryonnaire de la tomate fabrique des hormones de croissance appelées gibbérellines. Ces hormones aident à ramollir l’albumen et le tégument afin que la plante embryonnaire puisse germer.

En grandissant, la plante de tomate cesse de puiser son énergie dans l’albumen et commence à utiliser ses cotylédons pour fabriquer elle-même son énergie grâce à la photosynthèse. C’est à ce stade de croissance que la plante commence à avoir besoin de lumière et de dioxyde de carbone, en plus d’eau, d’oxygène et de chaleur. La lumière, le dioxyde de carbone et l’eau sont tous des éléments nécessaires à la photosynthèse.

Les graines de tomate n’ont pas besoin de terre pour germer. Cependant, les plants devront être plantés dans un substrat afin d’y puiser les nutriments et les minéraux dont ils ont besoin pour devenir des plantes saines produisant de belles tomates.

Glossaire

Albumen: Partie de la graine qui entrepose de la nourriture sous forme d’amidon (assemblage de molécules de sucre complexes) que la plante embryonnaire utilise pendant la germination.

Cotylédon: Partie d’une plante embryonnaire qui deviendra la première feuille (ou les premières feuilles). On l’appelle aussi « feuille séminale ».

Dormance: Période d’activité réduite qui permet de conserver l’énergie d’un organisme vivant. Une graine contient une plante embryonnaire dormante.

Germination: Processus par lequel un végétal commence à se développer à partir d’une graine. Il fait généralement suite à une période de dormance. De l’eau, de l’oxygène et de la chaleur sont nécessaires afin de démarrer la germination.

Graines exalbuminées: Graines dont la réserve d’énergie se trouve dans les cotylédons.

Gibbérellines: Hormones de croissance qui sont essentielles à de nombreuses étapes de la croissance et du développement des végétaux. Entre autres, elles aident au ramollissement de l’albumen pendant la germination de la graine.

Glucides: Il s’agit de l’un des principaux types de nutriments présents dans l’alimentation et d’une source d’énergie pour les végétaux et les animaux; le sucre est un glucide simple tandis que l’amidon est un glucide complexe. Un glucide complexe est constitué d’une longue chaîne de molécules de sucre. Carbohydrate est un synonyme de glucide parfois utilisé.

Photosynthèse: Processus utilisé par les végétaux pour transformer l’énergie de la lumière en énergie biochimique (sucre). L’énergie de la lumière sert à transformer le dioxyde de carbone et l’eau en oxygène et en sucre.

Plante embryonnaire: Minuscule plante immature qui se trouve à l’intérieur d’une graine.

Plumule: Partie de la plante embryonnaire qui deviendra une pousse.

Pousse: Toute structure d’un végétal située au-dessus du sol.

Radicule: Partie de la plante embryonnaire qui deviendra une racine.

Respiration cellulaire: Processus utilisé par les végétaux et les animaux pour fabriquer de l’énergie à partir de leur nourriture (plus précisément des molécules de sucre). À ne pas confondre avec la respiration qui permet d’approvisionner l’organisme en oxygène par inspiration et expiration de l’air.

Tégument: Enveloppe protectrice d’une graine, parfois appelée testa.

En savoir plus

Le fonctionnement du vivant 

Cette page Les fondamentaux contient plusieurs vidéos éducatifs expliquant les processus impliqués dans la reproduction des plantes.

Graines et germination

Ce vidéo (10 min. 22 sec.) de Billes de Sciences présente une série d'activités à faire en classe pour travailler sur les graines et leur germination, suivie d'éclairages scientifiques sur ce thème.

Biologie végétale : fonctions de reproduction - graines

Cette page de la fondation La main à la pâte présente différents aspects de la reproduction des plantes, avec images.

Références

Groot, S. P., & Karssen, C. M. (1987). Gibberellins regulate seed germination in tomato by endosperm weakening: A study with gibberellin-deficient mutants. Planta, 171(4), 525-531. DOI: 10.1007/BF00392302

Leubner, G. (n.d.). Seed structure and anatomy. The Seed Biology Place.

PBS LearningMedia. (2016). Seeds away.

Kaufman, R. (2012). 32,000-year-old plant brought back to life – Oldest yet. National Geographic.

Real Seeds. (n.d.). Germination hints & tips.

Romer, J. (1999). Life expectancy of vegetable seeds. Horticulture & Home Pest News, Iowa State University.

University of Illinois Extension. (n.d.). The great plant escape.