POLLINISATION: PROCESSUS, TYPES ET IMPORTANCE POUR L'ENVIRONNEMENT - LA BIOLOGIE - 2025

La pollinisation est le processus de transfert du pollen de la partie «mâle» vers la partie femelle de la fleur. Son but est la fécondation de l'ovule (contenu dans le gamétophyte femelle) par les grains de pollen, qui représentent le gamétophyte mâle.

Puisque la pollinisation implique l'approche ou le contact entre les cellules sexuelles de plantes de la même espèce (bien qu'il puisse également s'agir de la même plante, auto-pollinisation), la reproduction sexuée des plantes dépend considérablement de ce processus.

Abeille pollinisant une fleur (Source: Myriams Zilles de pixabay.com)

Dans les plantes à graines, la pollinisation n'est que l'étape préalable à la fécondation, qui est le processus où le matériel génétique de deux individus se mélange pour produire la graine qui donnera naissance à une nouvelle plante, probablement avec des caractéristiques partagées entre les deux parents.

L'organe reproducteur des angiospermes (plantes à fleurs) qui est responsable de la production et de la protection des cellules sexuelles (gamétophytes femelles et mâles) est la fleur, et c'est là que se produit la pollinisation.

Il existe plusieurs types de pollinisation et certains d'entre eux diffèrent par rapport au pollinisateur, qui peut être biotique (un animal) ou abiotique (vent, eau), dont les différentes espèces végétales sont totalement dépendantes.

La pollinisation biotique dépend grandement des caractéristiques de la fleur, car généralement les animaux sont attirés par un attribut spécial, soit pour se nourrir, se réfugier, se reproduire, etc.

Processus

La pollinisation est le transfert des grains de pollen de la partie mâle d'une fleur à la partie femelle d'une autre (ou de la même, en ce qui concerne l'autopollinisation) et dépend d'agents externes appelés pollinisateurs.

Pollinisation (Source: Mabel Amber, sur pixabay.com)

C'est l'un des processus fondamentaux de la production de fruits et de graines dans les légumes, c'est-à-dire qu'il s'agit d'une partie essentielle de la reproduction sexuée des plantes.

Cependant, pour comprendre en détail en quoi consiste ce processus, il est nécessaire d'avoir une notion de base de ce à quoi ressemble une fleur.

- Anatomie d'une fleur

Une fleur d'angiospermes typique est une structure assez complexe, surtout si l'on considère qu'un grand nombre d'espèces ont des fleurs où les gamétophytes femelles et mâles existent en même temps.

Les fleurs, en général, sont produites dans les méristèmes apicaux de la tige (partie aérienne des plantes) et, selon les espèces, celles-ci peuvent être mâles, femelles ou bisexuées.

Schéma de l'anatomie d'une fleur d'angiosperme mature (Source: LadyofHats via Wikimedia Commons) La partie de la tige qui relie la fleur au reste de la plante est connue sous le nom de pédoncule, dans la partie supérieure de laquelle se trouve le réceptacle, la structure responsable du support des parties de la fleur (sépales, pétales, étamines et carpelles).

Les sépales et les pétales exercent des fonctions dans la protection des cocons et dans l'attraction visuelle de certains pollinisateurs, respectivement; tandis que les étamines et les carpelles sont les gamétophytes où les cellules sexuelles sont produites.

Gamétophyte masculin

Les étamines sont de longs filaments qui se terminent par des anthères, qui sont les «sacs» où sont produits les grains de pollen. L'ensemble des étamines d'une fleur est connu sous le nom d'androcée, ce qui signifie «la maison de l'homme» et, en général, il dépasse les sépales et les pétales de hauteur.

Gamétophyte femelle

Les carpelles contiennent les ovules. Ceux-ci forment ce que l'on appelle un «pistil» et consistent en un stigmate, un style et un ovaire. Cette partie de la fleur est appelée gynécée, ce qui signifie «la maison de la femme».

Les pistils ont une forme similaire à celle d'une quille de bowling. La partie supérieure correspond au stigmate et est une structure aplatie dont la surface collante permet l'adhésion des grains de pollen.

Le style est la partie médiane du pistil et est celui qui relie le stigmate à l'ovaire; cela peut être long ou court. Enfin, l'ovaire est le site où se trouvent un ou plusieurs ovules et constitue la partie la plus dilatée du pistil. L'ovaire peut devenir une partie ou la totalité du fruit.

- Comment se produit la pollinisation?

Lorsqu'un grain de pollen atteint le stigmate, il «germe», produisant une longue structure connue sous le nom de tube pollinique. Le tube pollinique se développe vers le bas à travers le style, c'est-à-dire qu'il pousse dans la direction de l'ovaire.

De nombreux mécanismes de reconnaissance et de signalisation sont impliqués dans la directionnalité de la croissance du tube pollinique vers l'ovaire et, comme dans le cas de nombreux animaux, tous les tubes polliniques qui germent et se développent de la même manière n'atteignent pas l'ovaire et avancent vers fertilisation.

Lorsque le tube pollinique pénètre dans le gamétophyte femelle (l'ovaire), le spermatozoïde contenu dans le grain de pollen féconde l'ovule. Peu de temps après, grâce au processus de fécondation et une fois que les noyaux des deux cellules ont fusionné, le zygote est produit.

Ce zygote, au fur et à mesure qu'il se développe dans l'embryon, constituera plus tard la graine, qui est l'organe de dispersion le plus important des plantes à reproduction sexuée.

En plus du spermatozoïde qui réalise la fécondation de l'ovule, un autre spermatozoïde contenu dans le même grain de pollen fusionne avec deux noyaux ou plus dérivés du gamétophyte femelle; ce processus est connu sous le nom de double fécondation.

La fusion précitée forme un "noyau endospermique polyploïde", qui sera responsable de la production de l'endosperme (le matériau alimentaire) à partir duquel l'embryon se nourrira au sein de la graine pendant son développement et pendant la germination.

Les types

La pollinisation peut être classée comme «autopollinisation» et «pollinisation croisée» selon la provenance des grains de pollen, ou comme «biotique» et «abiotique» de la personne qui transporte les grains de pollen (l'agent pollinisateur).

- Auto pollinisation

Il existe des espèces de plantes qui ont des fleurs femelles et mâles sur la même tige, mais il y a aussi celles qui ont des fleurs bisexuées, c'est-à-dire qu'elles présentent, en même temps et dans la même fleur, des gamétophytes mâles et femelles (androcée et gynécée).).

Certains auteurs considèrent que la pollinisation qui se produit entre les fleurs unisexuées d'une même plante est une "pollinisation interflorale", tandis que celle qui se produit entre les structures reproductrices d'une même fleur est une "pollinisation intraflorale".

Bien qu'elle permette la multiplication des individus qui se reproduisent, l'autopollinisation implique que les cellules sexuelles qui fusionnent sont génétiquement identiques, de sorte que les plantes qui émergeront des graines résultantes seront une sorte de «clones» des plantes mères.

- Pollinisation croisée

Contrairement au processus d'auto-pollinisation, la pollinisation croisée implique l'échange de pollen entre les fleurs (unisexuées ou bisexuées) de différentes plantes. En d'autres termes, ce processus implique le transfert d'un grain de pollen de l'anthère d'une fleur à la stigmatisation d'une autre, sur une plante différente.

Étant donné que le matériel génétique échangé lors de la pollinisation croisée provient de parents génétiquement différents, les graines qui seront produites une fois le processus de fertilisation terminé donneront naissance à des plantes différentes, génétiquement et phénotypiquement parlant.

- Pollinisation biotique et abiotique

Selon le vecteur qui intervient dans le transfert d'un grain de pollen des anthères d'une fleur vers le stigmate d'une autre (ou du même), la pollinisation peut être classée comme biotique et abiotique

Pollinisation biotique

Ce type de pollinisation est peut-être le plus représentatif et le plus important de tous. Il s'agit de la participation d'un animal, généralement un insecte, au transfert des grains de pollen d'un endroit à un autre.

Bien que plus de 50% de la pollinisation soit effectuée par de nombreux insectes et arthropodes de diverses espèces, les animaux vertébrés tels que les oiseaux et les chauves-souris jouent un rôle important dans ce processus.

La pollinisation biotique peut favoriser à la fois la pollinisation croisée et l'auto-pollinisation, et les plantes peuvent être spécifiques ou généralistes en termes de type d'animal qui les pollinise.

Cependant, les pollinisateurs ne participent pas à la reproduction sexuée des plantes «ad honorem», car ils sont attirés par les structures florales soit par leurs caractéristiques visibles, soit par les éléments de récompense qu'ils reçoivent (nourriture, abri, etc..).

La relation plante-pollinisateur signifie une interaction importante qui façonne l'évolution de la structure florale en même temps que celle des animaux qui les pollinisent. Pour cette raison, il n'est pas étrange d'obtenir des fleurs spécifiquement adaptées aux structures de vos visiteurs.

Pollinisation abiotique

La pollinisation abiotique est celle qui a lieu grâce à la participation d'entités «non vivantes», comme le vent et l'eau. Le premier est connu comme la pollinisation anémophile et le second comme hydrophile.

Photographie d'une plante et de son pollen (Source: pixabay.com)

Les plantes pollinisées par l'eau sont restreintes (comme il est logique) aux milieux aquatiques et présentent souvent des fleurs aux structures très particulières, afin d'assurer à la fois la libération et la réception des cellules sexuelles.

Importance pour l'environnement

La pollinisation est un processus crucial pour le cycle de vie de nombreux angiospermes. Comme sans pollinisation, la fécondation ne se produit pas et sans cette dernière, les graines ne sont pas produites, la pollinisation est non seulement vitale pour les plantes, mais aussi pour de nombreux animaux qui s'en nourrissent.

Le processus lui-même est très important pour le maintien de la variabilité génétique des espèces végétales, ce qui est essentiel pour l'émergence de mécanismes adaptatifs contre divers facteurs environnementaux tels que le changement climatique, la présence d'agents pathogènes, etc.

C'est aussi un processus essentiel pour la production agricole mondiale, ceci du point de vue anthropocentrique.

Références

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