Fleur, pollinisation et fécondation
Au printemps, un cerisier est couvert de fleurs et des abeilles bourdonnent autour. Quelques semaines plus tard, des cerises apparaissent. Que s'est-il passé entre la fleur et le fruit ? Quel rôle jouent les abeilles ? Tu vas le découvrir, puis tu pourras répondre à cette question à la fin de la page.
Les organes de la fleur
La fleur est l'organe de la reproduction sexuée des plantes à fleurs. Elle porte les organes qui produisent les cellules reproductrices (les gamètes).
Une fleur typique est formée de quatre ensembles d'organes, du plus extérieur au plus central :
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les sépales (verts, ils protègent le bouton floral) forment le calice ;
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les pétales (souvent colorés, ils attirent les insectes) forment la corolle ;
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les étamines, organes mâles ;
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le pistil (ou carpelle), organe femelle.
Le grain de pollen libère les gamètes mâles par l'intermédiaire du tube pollinique ; chaque ovule contient un gamète femelle (l'oosphère).
Nommer les organes d'une fleur numérotés de 1 à 6 d'après leur description : 1) petites feuilles vertes qui protègent le bouton ; 2) pièces souvent colorées qui attirent…
Nommer les organes d'une fleur numérotés de 1 à 6 d'après leur description : 1) petites feuilles vertes qui protègent le bouton ; 2) pièces souvent colorées qui attirent les insectes ; 3) partie mâle qui produit le pollen ; 4) partie qui contient le pollen ; 5) partie femelle qui reçoit le pollen ; 6) partie renflée qui contient les ovules.
La pollinisation
La plante est fixée au sol : elle ne peut pas aller chercher un partenaire. Le pollen doit donc être transporté par un agent de pollinisation :
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des animaux (abeilles, bourdons, papillons, colibris dans d'autres régions…) : on parle de pollinisation zoogame (ici, entomogame pour les insectes) ;
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le vent : pollinisation anémogame ;
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parfois l'eau.
Les fleurs sont adaptées à leur agent de pollinisation.
| Fleur pollinisée par les insectes (cerisier) | Fleur pollinisée par le vent (noisetier) | |
|---|---|---|
| Pétales | grands, colorés | absents ou minuscules |
| Parfum, nectar | oui | non |
| Pollen | moins abondant, collant | très abondant, léger |
| Stigmate | peu développé | souvent grand et plumeux |
Pourquoi tant de pollen chez les fleurs pollinisées par le vent ? Le vent disperse le pollen au hasard : presque tous les grains sont perdus. Pour qu'un grain arrive sur un stigmate, la plante en produit un nombre énorme. L'insecte, lui, va directement de fleur en fleur : peu de pollen suffit.
Les insectes y trouvent leur intérêt : ils récoltent du nectar et du pollen pour se nourrir. La plante, elle, est pollinisée. Chacun y gagne : c'est un bénéfice mutuel.
Définir « pollinisation » et citer deux agents de pollinisation.
Définir « pollinisation » et citer deux agents de pollinisation.
Comparer une fleur de cerisier pollinisée par les abeilles et une fleur de noisetier pollinisée par le vent. Le noisetier produit des chatons pendants avec beaucoup de…
Comparer une fleur de cerisier pollinisée par les abeilles et une fleur de noisetier pollinisée par le vent. Le noisetier produit des chatons pendants avec beaucoup de pollen léger, sans pétales colorés.
- a) Relever deux caractéristiques de chaque fleur.
- b) Relier chaque caractéristique à son mode de pollinisation.
- c) Expliquer pourquoi le noisetier produit beaucoup plus de pollen.
On compare deux espèces : l'espèce A a des fleurs à grandes corolles parfumées, riches en nectar ; l'espèce B a des fleurs minuscules, sans parfum, groupées en longs…
On compare deux espèces : l'espèce A a des fleurs à grandes corolles parfumées, riches en nectar ; l'espèce B a des fleurs minuscules, sans parfum, groupées en longs épis, dont le pollen est très abondant et léger. L'espèce A produit 50 grains de pollen par fleur, l'espèce B 100 000.
- a) Déduire le mode de pollinisation de chaque espèce.
- b) Expliquer la différence de production de pollen.
- c) Expliquer la relation entre fleur et animal pollinisateur en termes de bénéfice pour chacun.
La fécondation
Une fois le pollen arrivé sur le stigmate, rien n'est encore fini : la pollinisation n'est pas la fécondation.
La pollinisation se passe donc à l'extérieur (sur le stigmate) ; la fécondation, à l'intérieur de la fleur (dans l'ovule).
La cellule-œuf se divise ensuite et forme un embryon : l'ovule fécondé devient une graine. L'ovaire se transforme en fruit. C'est la suite de l'histoire du cerisier : ses cerises sont des ovaires devenus fruits, qui protègent les graines (voir la page sur la graine et le fruit).
Indiquer la différence entre pollinisation et fécondation chez une plante à fleurs, en précisant où se déroule chacune.
Indiquer la différence entre pollinisation et fécondation chez une plante à fleurs, en précisant où se déroule chacune.
Un grain de pollen déposé sur un stigmate émet un tube pollinique qui progresse dans le style jusqu'à l'ovaire. Un tube pollinique mesure $0,03\ \text{mm}$ de diamètre…
Un grain de pollen déposé sur un stigmate émet un tube pollinique qui progresse dans le style jusqu'à l'ovaire. Un tube pollinique mesure $0,03\ \text{mm}$ de diamètre et atteint l'ovule en 6 heures, après un trajet de $18\ \text{mm}$.
- a) Calculer la vitesse moyenne de croissance en $\text{mm/h}$.
- b) Décrire ce qui se passe quand le tube atteint l'ovule.
- c) Indiquer ce que devient l'ovule fécondé.
Pollinisateurs et reproduction croisée
Quand le pollen vient d'une autre plante de la même espèce, on parle de pollinisation croisée. Chez certaines espèces (kiwi, noisetier…), les pieds sont mâles ou femelles, ou une plante ne peut pas être fécondée par son propre pollen. Il faut alors deux plantes différentes.
Intérêt de la reproduction croisée : les descendants reçoivent un mélange de caractères de deux parents. L'espèce est plus diversifiée, donc elle s'adapte mieux aux changements du milieu.
Comment prouver le rôle des insectes ? Par une expérience : on couvre des fleurs d'un filet fin, on laisse d'autres fleurs libres, et on compare le nombre de fruits.
Le déclin des abeilles et des autres pollinisateurs (pesticides, perte de haies et de fleurs sauvages) menace donc les récoltes : une baisse de 30 à 18 tonnes par hectare représente $\dfrac{30-18}{30} = 0{,}40$, soit 40 % de baisse.
Dans un verger près de Montauban, on couvre d'un filet fin (empêchant les insectes d'entrer) 20 fleurs d'un pommier ; 20 autres fleurs restent libres. À l'automne, 2…
Dans un verger près de Montauban, on couvre d'un filet fin (empêchant les insectes d'entrer) 20 fleurs d'un pommier ; 20 autres fleurs restent libres. À l'automne, 2 fleurs sur les 20 couvertes ont donné un fruit, contre 15 sur les 20 libres.
- a) Calculer le pourcentage de fleurs ayant donné un fruit dans chaque lot.
- b) Conclure sur le rôle des insectes.
- c) Expliquer pourquoi quelques fleurs couvertes ont pu donner un fruit.
Chez certaines plantes, une même plante ne peut pas produire de graines ni de fruits avec son seul pollen : chez le noisetier, le pollen d'un arbre ne peut pas féconder…
Chez certaines plantes, une même plante ne peut pas produire de graines ni de fruits avec son seul pollen : chez le noisetier, le pollen d'un arbre ne peut pas féconder ses propres fleurs ; chez la plupart des kiwis, les fleurs mâles et les fleurs femelles sont portées par des pieds différents. Un jardinier de Bretagne plante un seul kiwi femelle et n'obtient aucun fruit. L'année suivante, il plante un pied mâle à proximité et récolte des fruits.
- a) Expliquer le résultat de la première année.
- b) Expliquer celui de la seconde année en citant les étapes de la reproduction.
- c) Discuter l'intérêt de la reproduction croisée pour la diversité de l'espèce.
Depuis plusieurs années, le nombre d'abeilles et autres pollinisateurs diminue dans une région agricole du Centre-Val de Loire. Les rendements d'un verger de poiriers…
Depuis plusieurs années, le nombre d'abeilles et autres pollinisateurs diminue dans une région agricole du Centre-Val de Loire. Les rendements d'un verger de poiriers passent de 30 à 18 tonnes par hectare.
- a) Calculer la baisse en pourcentage.
- b) Établir le lien entre la baisse des pollinisateurs et celle de la production.
- c) Proposer deux actions pour protéger les pollinisateurs, en les justifiant.
Retour au début : les abeilles transportent le pollen des fleurs du cerisier jusqu'aux stigmates (pollinisation). Le tube pollinique rejoint ensuite l'ovule (fécondation) ; l'ovaire devient la cerise.