Reproduction des plantes

Définition

La reproduction des plantes est de deux types : sexuée et asexuée. La reproduction sexuée est une fusion des gamètes mâles et femelles dans la fleur pour les plantes à fleurs. La reproduction asexuée se fait par les tiges, racines et feuilles.

Diagramme de reproduction des plantes à fleurs :

Schéma-diagramme de la reproduction d'une plante à fleurs avec indication des différentes parties et étapes du processus.

Explications

Les méthodes de reproduction sexuée et asexuée ont leurs propres avantages. La reproduction sexuée est similaire à la reproduction humaine, dans laquelle le pollen mâle et les cellules germinales ovariennes femelles fusionnent en un nouvel organisme qui hérite des gènes des deux parents. La partie sexuellement reproductrice d'une plante est la fleur.

La reproduction asexuée implique la reproduction végétative à travers les tiges, les racines, des bulbes et bulbilles, et les feuilles. Essentiellement, la plante mère se régénère en utilisant l'une de ses parties (racines, tiges ou feuilles).

Dans la reproduction sexuée, la plante nouvellement formée est une combinaison de gènes, ce qui lui donne un avantage pour s'adapter à des environnements changeants. Il peut également éviter la transmission de certaines maladies, car certains gènes sont dominants et d'autres récessifs.

La reproduction asexuée est plus rapide et peut-être la seule façon de se reproduire chez les espèces qui ne portent pas de fleurs. Étant donné que la reproduction asexuée est essentiellement le clonage de la plante mère, les agriculteurs peuvent s'assurer qu'il n'y a pas d'anomalie génétique en sélectionnant une plante saine pour la reproduction.

Les reproductions sexuée et asexuée sont des adaptations différentes que les plantes ont utilisées pour perpétuer leur espèce même dans des conditions défavorables. Les plantes à fleurs utilisent la reproduction sexuée en attirant divers agents de pollinisation. Les plantes sans fleurs reposent sur des tiges, des feuilles et des racines qui forment des bourgeons et produisent des copies identiques !

Reproduction sexuée des plantes à fleurs

La fleur se compose de quatre verticilles ou parties (calice, corolle, androcée et gynécée). Le premier verticille est le calice, qui contient les sépales verts. Le deuxième verticille est la corolle qui contient les pétales.

Les pétales sont de couleurs vives pour attirer les agents de pollinisation tels que les abeilles et autres insectes qui aident à la reproduction. Les pétales protègent également les deux verticilles internes qui sont directement impliqués dans la reproduction. Le troisième verticille est l'androcée - la partie reproductrice mâle de la plante. Le verticille le plus interne est le gynécée - la partie reproductrice femelle d'une plante.

Parties reproductives d'une plante avec le gynécée et l'androcée :

Les parties reproductives d'une plante à fleurs sont le gynécée (avec carpelle et pistil) et l'androcée (avec étamine et anthère).

• L'androcée contient un faisceau d'étamines composé d'un tube appelé filament et d'une extrémité renflée appelée anthère. L'anthère contient des grains de pollen. Une fois arrivés à maturité, les grains de pollen éclatent pour atteindre la partie reproductrice femelle de la fleur.
• Le gynécée contient le pistil, qui est composé du tube (style) qui atteint l'ovaire. La pointe renflée du style est le stigmate qui reçoit les grains de pollen. Dans l'ovaire, il y a les ovules, qui se transforment en graines.
• Les fleurs unisexuées ou monosexuées contiennent l'une ou l'autre des parties reproductrices (étamine ou pistil). La papaye, le maïs et le concombre sont des exemples de fleurs unisexuées. La même plante peut avoir des fleurs unisexuées mâles et femelles. Les fleurs bisexuées ou complètes contiennent à la fois les gamètes mâles et femelles, étamines et pistil. Des exemples de fleurs bisexuées sont les roses, les pétunias et les plants de moutarde.
• Le transfert du pollen de l'anthère au stigmate d'une fleur est appelé pollinisation. Lors de la fécondation, les cellules germinales mâles et femelles du pollen s'unissent pour former un zygote. Un zygote se transforme alors en embryon, qui devient finalement une graine. La graine germe alors en une nouvelle plante. Il existe deux types de pollinisation : l'autopollinisation et la pollinisation croisée.

Types de pollinisation et pollinisateurs

Deux types principaux de pollinisation existent chez les plantes à fleurs pour la reproduction sexuée :

• autopollinisation : si le grain de pollen de l'anthère se pose sur le stigmate de la même fleur ou d'une autre fleur de la même plante, on parle d'autopollinisation.
• pollinisation croisée : si le grain de pollen d'une anthère tombe sur le stigmate d'une fleur d'une autre plante mais de la même espèce, on parle de pollinisation croisée.

Les pollinisateurs sont les oiseaux, les insectes (abeilles par exemple), les animaux, l'eau et le vent sont tous appelés agents de pollinisation, car ils aident les plantes à se reproduire.

Le vent et l'eau transportent les grains de pollen vers d'autres plantes. Les oiseaux et les insectes sont attirés par la couleur et l'odeur de la fleur.

En passant d'une fleur à l'autre, les grains de pollen se coincent dans leur corps et sont ensuite transportés vers d'autres fleurs.

Les animaux et les oiseaux mangent les fruits et dispersent les graines, ou les graines ne sont pas digérées et sont donc excrétées de leur corps sous leur forme complète.

Reproduction asexuée

La reproduction asexuée est la façon dont nous pouvons cloner la meilleure plante d'une espèce. La poire Bartlett (1770) et la pomme Delicious (1870) sont encore reproduites de manière asexuée pour obtenir le même produit de qualité. La multiplication végétative est une forme de reproduction par les feuilles, les tiges ou les racines de la plante mère. La reproduction asexuée peut également se faire artificiellement par bouturage, greffage et marcottage. Il existe une reproduction par lacération.

Reproduction asexuée du fraisier :

La reproduction asexuée du fraisier se fait par des coureurs (surgeons), un équivalent naturel du marcottage.

Les patates douces, les dahlias et les asperges sont tous reproduits par les racines tubéreuses. Les racines de ces plantes contiennent des bourgeons qui peuvent former des pousses de feuilles dans des conditions favorables.

La pomme de terre et le gingembre sont reproduits grâce aux tubercules-tiges, les petits bourgeons présents sur le légume. Les bryophytes se reproduit à travers les marges des feuilles. Si une feuille tombe sur un sol humide, elle peut donner naissance à une nouvelle plante.

Les coureurs producteurs de stolons comme la fraise se reproduisent à travers les tiges. Les plantes telles que les cactus se reproduisent lorsqu'une partie se détache de la plante mère. La partie détachée commence alors une vie propre. Les nouvelles plantes produites par multiplication végétative sont une copie exacte de leurs plantes mères.

Genèse d'une plante

Les plantes passent par deux phases au cours de leur cycle de vie : sporophyte et gamétophyte.

Le sporophyte est le stade multicellulaire avec les cellules diploïdes. C'est ce que nous pouvons généralement voir dans une plante, avec la tige, les feuilles, les racines et le reste des organes de la plante.

Le gamétophyte est le groupe de cellules haploïdes présentes dans les fleurs, et leur rôle principal est d'abord de former des gamètes et, après la fécondation, les graines.

Chez les plantes, la reproduction sexuée commence par la sporogenèse. Cela intervient lorsque des cellules diploïdes spécialisées du sporophyte de la fleur passent par la méiose et deviennent des cellules haploïdes appelées spores. Les spores sont transformées en gamètes par gamétogenèse, qui est un processus complexe de prolifération et de différenciation qui aboutit au gamétophyte, une structure pluricellulaire qui produit les gamètes.

La fécondation est la fusion d'une mégaspore (gamète femelle) et d'une microspore (gamète mâle). Le zygote est les cellules haploïdes après la fusion des spores, et après la prolifération et la différenciation donne naissance à l'embryon. La phase sporophyte du cycle végétal commence avec le zygote.

Un gamétophyte d'angiosperme est composé de quelques cellules. Il existe deux types de gamétophytes : féminin et masculin. Le gamétophyte femelle produit des mégaspores (ou macrospores) et le gamétophyte mâle produit des microspores.

Le gamétophyte femelle se développe dans l'ovaire et est composé de 7 cellules : trois antipodes, un central, deux synergides et l'ovule. La formation du gamétophyte femelle suit deux étapes : la mégasporogenèse et la macrogamétogenèse (ou macrosporogenèse). La mégasporogenèse commence par une saillie de cellules en forme de gant de doigt des cellules du placenta de l'ovaire. Dans ces groupes, une cellule est différenciée en archéospore, qui devient alors la cellule souche de la macrospore.

Chez certaines espèces, cependant, il existe une différenciation directe de l'archéospore à la macrospore. La cellule souche de la macrospore se développe, le cytoplasme devient plus dense et le noyau grossit. Ces caractéristiques distinguent la cellule souche des cellules somatiques environnantes. Juste avant la méiose, les cellules souches deviennent encore plus grandes et plus allongées. Ensuite, il subit des méioses (2 ou 3) qui se traduisent par 4 macrospores haploïdes. Trois d'entre eux meurent et une macrospore reste, généralement celle qui était plus proche de la chalaze.

La mégagamétogenèse se compose de trois phases chez la plupart des espèces : la mitose (sans cytocinèse), la cellularisation et la différenciation cellulaire. La macrospore grossit et le noyau se divise deux fois, tandis que le cytoplasme reste indivis. Au cours d'une troisième division, un phragmoplaste séparateur se forme entre les noyaux frères et les noyaux non frères. C'est la phase de cellularisation.

Au cours de ce processus, un noyau de chaque pôle (noyaux polaires) se déplace vers la zone centrale et fusionne avec le noyau provenant du pôle opposé. Une cellule diploïde centrale est ainsi formée, qui est en fait homodiploïde car elle contient dupliquée la même information génétique. Le reste des noyaux est haploïde.

Les cellules sont formées et différenciées en différents types : trois cellules antipodales, deux cellules synergiques et l'oeuf, ainsi que la cellule centrale. C'est le gamétophyte femelle mature. Les noyaux de la cellule centrale et de l'oeuf sont proches les uns des autres, et ces cellules n'ont pas de paroi cellulaire séparant leurs membranes plasmiques. Il facilite la double fécondation de ces deux noyaux par les noyaux polliniques.

Bien qu'il s'agit de l'organisation la plus courante du gamétophyte femelle chez les Angiospermes, il existe d'autres arrangements où peut changer le nombre de cellules contribuant à la sporogenèse ou le nombre et les types de cellules qui établissent l'organisation finale du gamétophyte femelle.

Le gamétophyte mâle, ou grain de pollen, se trouve dans les anthères des étamines. Il se compose de deux spermatozoïdes entourés de cellules somatiques. Le gamétophyte masculin est formé par microsporogenèse, suivie de microgamétogenèse.

La microsporogenèse commence lorsqu'une cellule diploïde appelée cellule sporogène initiale ou cellule souche pollinique subit une méiose pour former 4 cellules haploïdes. Il existe de nombreuses cellules sporogènes initiales de sorte que de nombreuses cellules haploïdes sont produites.

Chaque tétrade des cellules haploïdes est séparée des autres tétrades par une paroi contenant du callose. Les cellules haploïdes sont appelées microspores. Les microspores sont libérées les unes des autres par la digestion de la paroi de séparation par l'enzyme callase, libérée par les cellules somatiques du tapetum de l'anthère. La microgamétogenèse commence par la croissance des microspores.

Une fois qu'une taille spécifique est atteinte, ils se divisent de manière asymétrique en une cellule fille plus grande que l'autre. Ainsi, nous avons le gamétophyte mâle dans le grain de pollen.

La plus grande cellule est la cellule végétative, qui est responsable de la formation du tube pollinique pendant la fécondation. La plus petite cellule est la cellule générative, qui est engloutie par le cytoplasme de la cellule végétative. La cellule générative se divise pour donner deux nouvelles cellules génératives. L'un d'eux fusionne avec l'oeuf du gamétophyte femelle. La division de la cellule générative intervient à l'intérieur du tube pollinique en croissance.

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