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Cours 24 : La pollinisation : partie 1

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Cours 24 : La pollinisation : partie 1

Message par William-Murdoch le Jeu 26 Oct - 21:24

Cours 24 : La pollinisation : partie 1

La pollinisation : qu'est-ce que c'est?

La pollinisation est, chez les plantes à fleur (angiospermes et gymnospermes), le transport du pollen des organes de reproduction mâle (étamines) vers le (ou les) organes de reproduction femelle (pistil) qui va permettre la reproduction sexuée. La pollinisation précède la fécondation dans le cycle de vie de ces plantes.

Ce transport a lieu soit à l'intérieur des fleurs (autopollinisation), soit par pollinisation croisée (le pollen d'une fleur se dépose sur les stigmates d'une autre fleur de la même espèce). Il peut être effectué soit par un animal (un insecte pollinisateur tel que l'abeille dans de nombreux cas), soit par le vent, soit par d'autres moyens.

Il existe parfois une relation très étroite entre la plante et l'animal capable de la polliniser. Les plantes contribuent à l'alimentation des pollinisateurs en leur fournissant le pollen en excès ou nectar. Cette relation est un mutualisme.

Dans la plupart des espèces de plantes à fleurs, la pollinisation suivie d'une fécondation est indispensable à la formation des graines et des fruits. Si la pollinisation n'a pas lieu, par exemple en raison d'insuffisance de pollinisateurs spécialisés, la production de fruits et de graines est gravement affectée. Cela peut poser d'importants problèmes en agriculture. La vanille est un exemple de plantes qui doit être pollinisé manuellement dans les cultures.

La pollinisation est un des services écosystémiques rendus par la biodiversité.

Le Processus

Lors de la pollinisation, le pollen est transporté de l'anthère au stigmate de la même fleur ou d'une autre fleur de la même espèce. Une fois sur le stigmate, le grain de pollen émet un tube pollinique qui traverse le style. Ce tube pollinique achemine les gamètes mâles jusqu'à l'ovule afin de le féconder. Il existe plusieurs stratégies utilisées par la nature pour disperser le pollen d'un anthère mâle à un stigmate femelle.

La zoogamie

La majorité des végétaux comptent sur des animaux pour assurer leur pollinisation. Les plantes qui utilisent la « zoogamie » développent des organes floraux parfois extrêmement complexes afin d'attirer les pollinisateurs.

Il existe divers types de zoogamie :

1. L'Entomogamie

Caractéristique d'une plante qui se fait polliniser par l'intermédiaire d'un insecte. 90 % des espèces d'Angiospermes utilisent ce type de pollinisation entomophile.

En explorant les fleurs à la recherche de nectar, les insectes (entre autres les abeilles, les papillons, les diptères ou certains coléoptères) se frottent aux étamines, récoltant involontairement des grains de pollen (jusqu'à 100 000) qu’ils abandonneront par la suite dans une autre fleur. Chaque insecte est souvent spécialisé pour récolter le pollen d’une ou de quelques espèces en particulier, ainsi le pollen bénéficie souvent d’un transport ciblé jusqu'à une autre fleur de la même espèce.

Les fleurs entomophiles ont souvent des couleurs vives pour se faire mieux repérer des insectes pollinisateurs.

En fait, les insectes tels que les abeilles ont une vision trichromatique et sont sensibles au jaune, au bleu et à l'ultraviolet (mais pas au rouge, le coquelicot rouge leur paraissant noir). La vision dans l'ultraviolet leur permet de repérer des lignes qui convergent des pétales vers le cœur de la fleur et ainsi de mieux localiser les zones riches en nectar.

Importance des abeilles pour la pollinisation

Le rôle principal des abeilles est la pollinisation. Comme cette dernière est nécessaire à la reproduction des plantes, beaucoup d'entre elles dépendent des abeilles et d'autres insectes qui servent de pollinisateurs.

Lorsqu'une abeille recueille du nectar et du pollen de la fleur d'une plante, une partie du pollen des étamines — l'organe reproducteur mâle de la fleur — colle aux poils de son corps. Lorsqu'elle se pose sur une autre fleur, une partie du pollen se dépose sur le stigmate ou sur le bout du pistil — l'organe reproducteur femelle de la fleur. Lorsque cela se produit, la fécondation est possible, et un fruit, portant des graines, peut se développer.

Comment les plantes attirent-elles les abeilles?

Les plantes dépendent des abeilles et d'autres insectes pour se reproduire, et c'est pourquoi elles se sont adaptées, au fil du temps, afin de les attirer. Les abeilles sont attirées par les plantes avec fleurs ouvertes ou plates et tubulaires qui contiennent beaucoup de pollen et de nectar. Le parfum d'une fleur peut représenter un attrait particulier pour les abeilles, et ses couleurs vives peuvent les y attirer.

Quels aliments dépendent du travail des abeilles ?

De nombreux aliments et cultures dont nous dépendons ont besoin ou du moins tirent profit de la pollinisation des abeilles. Voici une liste de certaines de ces cultures :

Spoiler:


   ail
   amandes
   asperges
   aubergines
   betteraves
   bleuets
   canneberges
   cantaloups
   céleri
   cerises
   châtaignes
   chou frisé
   choux
   choux de Bruxelles
   choux-fleurs
   ciboulette
   citrouilles
   concombres
   courges
   fèves
   fraises
   framboises
   groseilles

   groseilles à maquereau
   laitue
   lin
   luzerne
   melons d'eau
   moutarde
   mûres
   navets
   oignons
   patates douces
   pêches
   persil
   poires
   pommes
   prunes
   radis
   raifort
   raisins
   rhubarbe
   sarrasin
   tournesols
   trèfle


Effets des abeilles sur les fruits

Plus les abeilles se posent sur les fleurs, plus les fruits que produiront ces dernières seront gros et uniformes. On observe surtout cet effet bénéfique de la pollinisation sur les fruits qui poussent dans des arbres.

Spoiler:

Régime sans abeilles

Toutes ces espèces sont très importantes pour la pollinisation, processus indispensable à la reproduction sexuée des plantes à fleurs. 80 % des cultures à travers le monde sont dépendantes de l’activité des insectes pour la pollinisation, au premier rang desquels les abeilles. En France, environ 70 % des 6 000 espèces de plantes recensées, sauvages et cultivées, sont pollinisées par les insectes pollinisateurs et certaines plantes en dépendent totalement. En cas de disparition des pollinisateurs, il ne saurait y avoir de production de graines ou de fruits essentiels à notre alimentation. Les équilibres alimentaires mondiaux seraient profondément modifiés pour trois catégories : les fruits, les légumes et les stimulants (café, cacao). Ainsi, notre source d’alimentation (et celle des animaux dont nous nous nourrissons) se limiterait aux seules plantes ou cultures non dépendantes de la pollinisation, principalement les céréales. Difficile d’imaginer un seul repas auquel les abeilles ne soient pas associées de près par leur activité pollinisatrice !

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2. Ornithogamie

Certains oiseaux, des espèces tropicales essentiellement, sont nectarivores et se montrent d’efficaces pollinisateurs.

Le colibri, ou oiseau-mouche, est un tout petit oiseau vivant en Amérique. Il est doté d’une excellente vision des couleurs, surtout les roses et les rouges. Mais on le connait surtout pour la rapidité de ses mouvements, en effet, le colibri bat des ailes si vite qu’elles semblent invisibles !

Capable de pratiquer le vol stationnaire, le colibri plonge son bec fin et long dans la fleur dont il aspire goulument le nectar. Sa tête se frotte aux étamines et, immanquablement, le pollen adhère à ses plumes.





3. Chiroptérogamie

Caractéristique d'une pollinisation par l'intermédiaire de chauves-souris.

L’importance de la pollinisation par les chauves-souris est beaucoup plus importante qu’elle n’y parait. Leur grande diversité, les niches écologiques variées et leur abondance en sont la principale cause. Dans les régions tropicales de l’Amérique, les chauves-souris du genre Carollia vivant sous la canopée contribuent à la dispersion des graines épiphytes, alors que les déjections des chauves-souris du genre Artibeus survolant la cime des arbres se dispersent au sol. Ainsi, les chauves-souris assurent la dispersion des graines et du pollen et assurent la conservation de la diversité d’une multitude de plantes. Par exemple, pour toutes les plantes visitées par les glossophaginées 60 % de ces espèces de plantes ne sont butinées exclusivement que par ce genre de chauve-souris. L’avantage pour les plantes est que les chauves-souris frugivores ne détruisent pas les graines en les ingérant, contrairement à plusieurs prédateurs de graines comme les rongeurs ou les perroquets. Le fruit traverse très rapidement l’intestin (environ 20 min.) dû à la grande surface d’absorption de leur intestin, puis la pulpe et les graines sont rejetées sous forme de guano, un engrais très efficace.

Les différentes espèces de chauves-souris suivent des régimes très diversifiés. On retrouve sur la planète des chauves-souris insectivores, nectarivores, frugivores, nécrophages, hématophages ou omnivores. Par ailleurs, seuls les microchiroptères retrouvés en Amérique interagissent avec les plantes alors qu’ailleurs, les interactions plantes-chauves-souris ne sont observées que chez les mégachiroptères. De plus, aucune espèce de chauves-souris interagissant avec les plantes n’hiberne, ce qui conserve leur distribution dans les régions chaudes.

Les interactions entre les plantes et les chauves-souris ont mené au fil du temps à des modifications physiologique et chimique chez les deux acteurs. On nomme ces adaptations syndrome de chiroptérophilie. Elles ont pour but d’optimiser le fitness des individus des deux parties en modifiant, par exemple, leur physiologie respective afin d’optimiser les bénéfices tirés de la relation mutualiste. Il en résulte une spécialisation graduelle d’une espèce de plante pour une espèce de chauve-souris et vice-versa. L’espèce n’est donc plus généraliste mais spécialiste. Seule l’espèce de chauve-souris pour laquelle elle s’est spécialisée la visitera et permettra la dispersion de ses graines ou de son pollen pour la reproduction. Il existe de nombreux avantages à la chiroptérophilie. Elle permet d’éviter le gaspillage d’énergie dans la production de pollen puisqu’il y a beaucoup plus de chances qu’il soit distribué entre les plantes de la même espèce. Il contribue à la diversité génétique car les chauves-souris se déplacent sur de grandes distances. En effet, une chauve-souris peut parcourir 60 km en une seule nuit. Il s’agit d’un grand avantage en région aride où les individus sont très éloignés l’un de l’autre. Les chauves-souris assurent alors le meilleur espoir de reproduction pour certaines plantes désertiques comme les cactus. Par contre, si l’abondance de pollinisateurs est faible, les plantes généralistes sont avantagées.

Les symptômes développés par les plantes pour la chiroptérophilie sont nombreux et variés. Des fleurs plutôt blanches ou qui ne s’ouvriront que la nuit sont caractéristiques puisque les chiroptères ont un mode de vie nocturne et que leur capacité visuelle est moins développée que d’autres pollinisateurs. Aussi, la couleur blanche contraste dans la noirceur de la nuit. On observe des corolles plus volumineuses pour la visibilité et pour offrir un support pour les chauves-souris plus grosses. Des fleurs qui ne durent qu’une journée pour d’une part limiter les dégâts causés par les prédateurs qui s’intéressent aux fleurs plus grosses et donc plus avantageuses énergétiquement et d’une autre part car il est inutile de la garder plus longtemps puisque les griffes des chauves-souris qui s’en servent comme support l’auront abimée. Des fleurs plus en forme de cloche que tubulaires, profondes ou dont les étamines produisent une grande quantité de pollen pour obliger les nectarivores à s’y enfoncer et à en ressortir la fourrure pleine de pollen. La production de plus gros fruit ou d’une plus grande quantité de nectar pour les chiroptères plus massifs. Des fleurs dégagées et loin du feuillage pour laisser de la place pour le vol en mode stationnaire. Une odeur caractéristique de composés sulfuriques qui ont tendances à attirer les chauves-souris. Des saisons de reproductions éloignées de plusieurs mois qui se succèdent aux autres espèces pour limiter la compétition interspécifique entre plantes tout en assurant l’alimentation constante des chauves-souris à l’année longue.

Les plantes développent également des traits pour décourager l’accès aux récompenses pour les autres pollinisateurs comme un nectar peu sucré ou visqueux pour les oiseaux, une surface cireuse pour les insectes.



4. Le cas des souimangas

Les souimangas, de petits passereaux africains et asiatiques, dispersent le pollen de plantes comme l’aloès, la bruyère, les protées et bien d’autres.

Ils sont si efficaces qu’une orchidée de l’île de Madagascar déploie une stratégie fort sophistiquée pour l’appâter.

Elle émet un parfum puissant qui attire des moucherons lesquels attirent à leur tour une espèce d’araignée dont raffole le souimanga. Cet oiseau, qui est donc également insectivore, transporte alors le pollen ramassé malgré lui vers d’autres orchidées.

5. Pollinisation via de petits mammifères

Ce rôle pollinisateur est accessoirement exercé par quelques mammifères terrestres, marsupiaux, singes, rongeurs, écureuils… qui contribuent à la reproduction des plantes en dispersant les grains de pollen accrochés à leur pelage.

Le chevreuil joue également ce rôle. Les graines munies de petits crochets de la bardane, une plante des forêts, s’accrochent à son pelage et s’éparpillent dans la nature.


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