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Qu'est-ce qu'une fleur ?
Unefleur est lastructure de reproduction sexuelle des plantes communément appelées plantes à fleurs.
Les plantes à fleurs composent le clade Angiospermae (du grec "angeion" = vaisseau, et "sperma" = sperme ou graine) et possèdent, en plus des fleurs, des ovules enfermés dans un ovaire (qui deviennent des graines enfermées dans un fruit).
Angiospermes sont l'un des deux groupes de plantes qui produisent des graines, l'autre étant les gymnospermes. Bien que les gymnospermes (du grec "gymnos" = nu et "sperma") produisent des graines, celles-ci sont dites "nues" car elles ne sont pas enfermées dans un fruit. Cela provient de l'ovule, qui n'est pas non plus contenu par un ovaire. Les gymnospermes sont apparues plus tôt que les angiospermes dans l'évolution des plantes. Elles ont des cônes formés d'écailles ; les ovules se développent à la surface des écailles. Les gymnospermes les plus courants sont les pins, les cyprès et les cycades. Quelques gymnospermes (embranchement Gnetophyta) ont des cônes qui ressemblent à des groupes de petites fleurs mais qui ne sont pas de vraies fleurs, car ce ne sont pas des angiospermes.
Fleur: la structure reproductrice des angiospermes, composée de feuilles modifiées, qui portent les cellules reproductrices (gamètes) et sont le lieu de la reproduction sexuelle .
Angiosperme: une plante qui produit des fleurs et des fruits, et dont les ovules sont enfermés dans un ovaire.
Lareproduction sexuée implique la fusion de deux gamètes haploïdes pour produire un zygote diploïde.
Les parties d'une fleur
Quelles que soient la taille, la forme ou la couleur d'une fleur, sa fonction est la reproduction sexuelle de la plante, et elle possède donc des structures qui transportent les gamètes de la plante (ovules et spermatozoïdes, qui sont les cellules reproductrices sexuelles).
Une fleur typique est composée de quatre structures florales :
- les sépales,
- les pétales,
- les étamines et
- carpelles
Les fleurs sont également disposées en quatre verticilles distincts : le calice extérieur, composé de sépales ; lacorolle , composée de pétales ; l'androcée , composé d'étamines ; et le gynécée , composé de pistils, au centre. Tu peux visualiser toutes ces structures dans la section suivante, qui contient un diagramme étiqueté.
Structure de la fleur dans un diagramme étiqueté
Les structures des fleurs sont complexes, donc le simple fait de connaître le nom de chacune d'entre elles ne résoudra peut-être pas toutes tes questions. Pour avoir une meilleure idée de ce à quoi ressemble chaque partie d'une fleur, jette un coup d'œil au diagramme étiqueté ci-dessous.
Fig. 1 - Schéma d'une fleur complète montrant les quatre parties florales principales et leurs composants (à gauche). Les parties florales sont disposées en verticilles (à droite).
Structure et fonction de la fleur
Les fleurs sont présentes dans une grande variété de tailles, de formes et de couleurs. Elles peuvent se développer en tant que fleurs uniques ou en groupes appelés inflorescences.
Les fleurs font partie du système de pousses de la plante (comprenant les feuilles non reproductrices, les tiges et les fleurs reproductrices) et se développent à partir d'une tige appelée pédoncule.
Dans les inflorescences, chaque fleur possède un pédicelle qui l'attache à l'axe principal. L'extrémité d'un pédoncule ou d'un pédicelle est le réceptacle, qui contient les parties de la fleur.
Les tulipes, les roses et les magnolias sont des fleurs individuellesrelativement grandes. Les mufliers et les lilas sont des inflorescences.
Qu'en est-il des tournesols ? Ils ressemblent à de grandes fleurs individuelles, mais les tournesols sont un type d'inflorescence ! Les tournesols, les marguerites, les pissenlits et bien d'autres appartiennent à la famille des astéracées, dont le réceptacle floral contient de nombreuses petites fleurs.
Les fleurs de la bordure qui ressemblent à des pétales jaunes sont de petites fleurs incomplètes et stériles (elles n'ont ni étamines ni pistils). Elles entourent au centre des centaines de fleurs plus petites qui contiennent des éléments reproducteurs. En outre, les petites fleurs se développent sur un grand réceptacle et n'ont pas de pédicelles individuels.
Fig. 2 - Diversité des fleurs. De gauche à droite : une rose se développe comme une fleur individuelle ; les trois images suivantes montrent différents types d'inflorescences : lilas, tournesol et herbe.
Structure de la fleur : Parties non reproductrices
Les sépales et les pétales forment le périanthe et sont des éléments non reproductifs qui protègent les éléments reproductifs ou attirent les pollinisateurs.
Les sépales ressemblent généralement à des feuilles et sont plus petits que les pétales. Le groupe de sépales forme le calice. Ce sont eux que tu vois recouvrir et protéger un bouton de fleur non ouvert. Le calice est le verticille le plus à l'extérieur du réceptacle. Les pétales sont généralement les structures visibles et colorées de la fleur qui attirent les pollinisateurs. Le groupe de pétales forme la corolle. Le verticille de la corolle se trouve à l'intérieur du calice.
Structure de la fleur : Structure femelle d'une plante à fleurs
Les composants reproductifs d'une fleur comprennent les carpelles qui forment la structure femelle appelée gynécée (le verticille le plus à l'intérieur de la fleur). Les carpelles sont communément appelés pistils.
Un pistil peut être formé d'un (pistil simple) ou de plusieurs carpelles fusionnés (pistil composé, par exemple, le schéma de droite de la figure 2 montre trois carpelles fusionnés).
Un carpelle est composé de trois parties :
- l'ovaire, à la base, est la structure en forme de sac qui contient les ovules (avec une cellule d'œuf à l'intérieur).
- Le style est une tige allongée qui relie l'ovaire et le stigmate. Comme seul le pollen compatible peut développer un tube pollinique, le style agit comme un tampon contre la contamination par le pollen.
- le stigmate, qui est l'extrémité du style qui est collante, pour capturer le pollen.
Structure de la fleur : Structure mâle d'une plante à fleurs
Les étamines, appelées collectivement androcécie (le verticille qui se trouve entre le gynécée et la corolle) correspondent aux structures mâles d'une plante. Lesétamines produisent le pollen qui contient les spermatozoïdes. Une fleur possède généralement plusieurs étamines ; chacune est composée d'un filament (une tige longue et fine qui tient l'anthère) et d'une anthère (une structure en forme de sac qui produit le pollen).
Dans le cadre du système de pousses, les quatre parties de la fleur sont des feuilles modifiées. Chaque partie forme un verticille dans le réceptacle floral, créant ainsi quatre cercles concentriques. Chacune des quatre parties florales peut être fortement modifiée et avoir une fonction différente de la fonction typique. Par exemple, les étamines peuvent être stériles et colorées, jouant ainsi le rôle des pétales. Chez certaines plantes, les pétales sont absents et les structures colorées attrayantes pour les pollinisateurs sont les sépales.
Une fleur comportant ces quatre composants est appelée une fleur complète. Cependant, les fleurs existent dans de nombreuses combinaisons, et certaines sont des fleurs incomplètes auxquelles il manque l'un des composants. Elles peuvent également être classées comme parfaites - lorsqu'elles sont bisexuées, présentant à la fois un androcée et un gynécée - ou imparfaites - lorsqu'elles sont unisexuées (une fleur uniquement féminine est dite carpée, les fleurs mâles sont staminées). Une plante peut avoir des fleurs bisexuées, unisexuées ou les deux. Une plante est monoïque lorsqu'elle porte des fleurs unisexuées et dioïque lorsqu'une plante individuelle ne porte que des fleurs femelles ou que des fleurs mâles.
Structure et reproduction des fleurs
Pour qu'une plante se reproduise sexuellement, le gamète mâle doit atteindre et féconder le gamète femelle. Cependant, contrairement aux animaux, les plantes ne se déplacent pas.
Comment le sperme parvient-il à l'ovule chez les plantes à fleurs ?
Les plantes ont développé divers mécanismes pour permettre aux spermatozoïdes d'atteindre l'ovule, et dans la plupart des plantes à fleurs, la fleur joue un rôle central dans cette tâche. Les plantes font appel à des agents pollinisateurs pour déplacer le pollen entre les fleurs. Si certaines plantes utilisent le vent ou l'eau pour la pollinisation, la grande majorité d'entre elles comptent sur les animaux (insectes, oiseaux et mammifères) pour transporter le pollen.
Lapollinisation est le transfert du pollen de la structure reproductrice mâle à la structure reproductrice femelle chez les plantes à graines.
Les angiospermes utilisent les fleurs pour attirer les pollinisateurs. La plupart des caractéristiques d'une fleur (taille, couleur, nectar, parfum) servent à attirer un type de pollinisateur (ou à ne pas l'attirer, si elle utilise le vent pour la pollinisation), parfois même une espèce animale spécifique.
Les fleurs colorées attirent généralement les oiseaux et certains insectes. Mais certaines plantes ont des fleurs discrètes. As-tu déjà vu des fleurs d'herbe ? Elles passent inaperçues pour la plupart des gens. L'herbe appartient à la famille des Poacées, un groupe vaste et diversifié qui comprend les graminées, les pâturages, les herbes céréalières et le bambou. Le vent ou les insectes pollinisent la plupart des graminées, qui ont donc généralement des fleurs très petites, incolores ou beigeâtres (voir figure 1, la dernière image à droite provient d'une graminée). Tu en apprendras plus sur la pollinisation ici.
Quelles sont les étapes après la pollinisation ?
Quel que soit l'agent pollinisateur, les grains de pollen sont transférés d'une anthère de fleur au stigmate d'une autre fleur. Une fois sur le stigmate, le grain de pollen germe et développe un tube pollinique. Le tube pollinique est un tube long et fin qui descend jusqu'au style et atteint l'intérieur de l'ovaire. Le sperme (qui se trouve à l'intérieur du grain de pollen) se déplace à travers ce tube jusqu'à l'ovaire (figure 3).
Figure 3. Germination du pollen (1) et fécondation (2). Source : modifié à partir de LadyofHats, Public domain, via Wikimedia Commons.
L'ovaire contient un ou plusieurs ovules. Chaque ovule contient un sac embryonnaire avec quelques cellules dont un ovule. Un spermatozoïde féconde l'ovule et forme un zygote. Le zygote se développe en embryon végétal, contenu dans l'ovule qui se transforme en graine.
La fécondation chez les angiospermes est appelée double fécondation.
La ou les graines sont enfermées dans l'ovaire qui se développe pour devenir le fruit. Le fruit contribue à la dispersion des graines, et ses caractéristiques (coloré et nutritif ou discret et sans poids) dépendent de la méthode de dispersion. Lorsque la graine germe, une nouvelle plante se développe et le cycle recommence.
Les fruits peuvent être colorés et nutritifs (et délicieux !) comme les pommes, les mangues, les goyaves et les figues, pour attirer les animaux qui les mangent et dispersent les graines. D'autre part, certains fruits sont également dispersés par les animaux non pas en les mangeant mais en les transportant dans leur fourrure ou leurs plumes. Dans ce cas, les fruits doivent être petits et présenter des modifications de forme ou des structures qui leur permettent de s'accrocher à la fourrure ou aux plumes d'un animal lorsqu'il passe à proximité (comme des fraises munies de pointes ou de crochets). De même, les graines dispersées par le vent sont petites, sans poids et modifiées pour pouvoir "voler" avec le vent (comme une graine de pissenlit avec son fruit à plumes).
Structure de la fleur - Principaux points à retenir
- La fleur est la partie reproductrice sexuelle des angiospermes qui porte les gamètes et attire généralement les pollinisateurs.
- Dans une fleur, lessépales et les pétales non reproductifs protègent principalement les parties reproductrices et attirent les pollinisateurs.
- Lesétamines et les carpelles/pistils reproducteurs portent les spermatozoïdes et les ovules dans une fleur.
- Chez les angiospermes, la reproduction sexuée a lieu dans la fleur, lorsque le pollen (qui contient les spermatozoïdes) atteint et féconde l'ovule à l'intérieur de l'ovaire.
- Les plantes à fleurs dépendent d'agents pollinisateurs (vent, eau ou animaux) pour transporter le pollen entre les fleurs.
- La plupart des caractéristiques d'une fleur (taille, couleur, nectar, parfum) sont liées à l'agent pollinisateur spécifique que la plante utilise.
Références
- Lisa Urry et al, Biologie, 12ème édition, 2021.
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