Comment fabrique-t-on une graine?

Comment fabrique-t-on une graine ? Telle est la question que m’a posée il y a quelques temps un enfant. Et je me suis trouvée face à une difficulté pour répondre à cette question ! Que se cache-t-il derrière le mot « graine » ? Est-ce que l’on parle bien de la graine que l’on va planter en terre pour obtenir une jolie fleur ? Ou bien est-ce « la graine » que papa met dans le ventre de maman pour faire un bébé, comme certains parents l’expliquent à leur enfant quand vient la traditionnelle question « comment on fait les bébés ? »

Et ça me turlupinait parce que ces deux graines ne sont pas les mêmes !

Mais je me suis dit que cela allait être l’occasion d’expliquer justement la différence entre les graines des plantes et les graines de papa/maman !

Je t’emmène faire un tour dans le pays de la reproduction sexuée !

Fabrication des gamètes mâles et femelles

Mais avant de parler de graines, parlons de la reproduction sexuée. Qu’est-ce que ça exactement ? Et bien c’est tout simplement un phénomène qui conduit à la naissance d’un nouvel être (plante, bébé, chaton, ou poisson rouge) et qui nécessite un papa et une maman (ou un mâle et une femelle pour élargir un peu le discours aux plantes et animaux).

S’il existe une reproduction sexuée, c’est qu’il existe aussi une reproduction asexuée, où la présence de deux parents de sexes différents n’est pas nécessaire ! C’est le cas pour la plupart des organismes unicellulaires (comme les bactéries ou les levures), certaines plantes et même certains animaux comme les abeilles.

Des scientifiques ont également remarqué que dans certaines conditions, lorsqu’une femelle est isolée, elle est capable de se reproduire sans l’intervention d’un mâle afin d’assurer sa descendance. On parle alors de parthénogenèse. C’est le cas chez le requin-marteau, le dragon du Komodo ou encore le gecko….

Mais intéressons-nous à la reproduction sexuée !

La reproduction nécessite des cellules spécialisées

Commençons par le début. Chaque être vivant est constitué de cellules et dans chacune de ces cellules, il y a de l’ADNC’est l’abréviation de « Acide Désoxyribonucléique... More. Je t’invite à lire cet article si ces trois petites lettres sont aussi claires que des hiéroglyphes pour toi. La moitié de cet ADNC’est l’abréviation de « Acide Désoxyribonucléique... More provient de la maman, l’autre moitié, du papa. Nous avons donc deux copies d’ADNC’est l’abréviation de « Acide Désoxyribonucléique... More dans chacune de nos cellules.

Maintenant, imagine que chaque papa, chaque maman transmette à son enfant la totalité de son ADNC’est l’abréviation de « Acide Désoxyribonucléique... More. Chacun des parents aurait donc deux copies d’ADNC’est l’abréviation de « Acide Désoxyribonucléique... More dans chaque celluleC'est la brique de base pour tout être vivant. More, les enfants auraient 4 copies (les deux copies de la maman plus les deux copies du papa), les petits-enfants auraient 8 copies, etc. Tu comprends bien que cela ne serait tout simplement pas viable !

Dame Nature a donc mis au point un procédé qui permet de fabriquer des cellules spéciales, avec une seule copie de l’ADN : il s’agit de la méiose. Ce procédé permet de passer d’une celluleC'est la brique de base pour tout être vivant. More qui contient deux copies d’ADNC’est l’abréviation de « Acide Désoxyribonucléique... More, à 4 cellules avec une seule copie d’ADNC’est l’abréviation de « Acide Désoxyribonucléique... More. Ces cellules spéciales n’ont qu’une seule utilité : la reproduction ! On appelle ces cellules les gamètes. Les gamètes mâles sont les spermatozoïdes et les gamètes femelles, les ovules.

Cette production de gamètes a lieu dans un endroit bien précis de l’organismeA l'origine, ce mot désignait l'ensemble des organes qui co... More.

Chez les animaux, elle a lieu dans les testicules (pour les gamètes mâles) ou les ovaires (pour les gamètes femelles). En ce qui concerne les fleurs, elle a lieu dans les étamines (pour les gamètes mâles) ou dans les pistils, qui contiennent l’ovaire (pour les gamètes femelles).

La production des gamètes

Chez la grande majorité des animaux, les productions de spermatozoïdes et d’ovules ne se font pas chez le même individu : les gamètes mâles sont produits par les papas et les gamètes femelles sont produits par les mamans.

A contrario, chez la grande majorité des plantes à fleurs, les gamètes mâles et femelles sont produits par le même individu. On dit que ces plantes sont hermaphrodites. Il y a toutefois quelques exceptions : le kiwi, l’ortie ou encore le houx sont des plantes qui ne sont pas hermaphrodites : il existe, par exemple, des plants de kiwis mâles et des plants de kiwis femelles.

Mais ce n’est pas parce que la majorité des plantes sont hermaphrodites qu’elles vont se reproduire avec elles-mêmes ! Il y a même parfois des mécanismes pour éviter cela afin de favoriser les mélanges génétiques. Il faut donc arriver à envoyer les gamètes mâles (oui, ce sont eux qui voyagent ! Les gamètes femelles restent là où ils sont !) jusqu’aux gamètes femelles d’une autre plante. Et quoi de mieux qu’un grain de pollen pour transporter ces gamètes mâles ?

Et oui ! Le pollen n’est rien de plus (mais rien de moins !) qu’un sac qui transportent les spermatozoïdes d’une fleur aux ovules d’une autre fleur !

Lors de la rencontre entre un spermatozoïde et un ovule, une nouvelle celluleC'est la brique de base pour tout être vivant. More est formée. Celle-ci contient bien deux copies d’ADNC’est l’abréviation de « Acide Désoxyribonucléique... More, l’une provenant du gamète mâle, l’autre provenant du gamète femelle. La génération suivante aura le bon nombre de copie d’ADNC’est l’abréviation de « Acide Désoxyribonucléique... More.

La fécondation, une étape clé dans la fabrication de la graine

L’étape suivante est donc la rencontre entre un gamète mâle et un gamète femelle. C’est ce qu’on appelle la fécondation. A cette étape-là, on ne parle pas encore de graine !

La fécondation, un processus bien rôdé

L’ovule, le gamète femelle, reste bien sagement chez lui, dans l’ovaire. C’est le gamète mâle qui se déplace pour venir à sa rencontre.

Dans le cas des plantes, le pollen est déposé sur le stigmate d’une fleur par l’action des insectes pollinisateurs, du vent, voire de la main humaine. C’est la pollinisation. Une fois ce grain de pollen en place, il va former comme une espèce de grand tube, appelé tube pollinique, qui va rejoindre l’ovule. C’est ainsi que les gamètes mâles contenus dans le grain de pollen peuvent se déplacer jusqu’au gamète femelle.

Une fois les gamètes mâle et femelle au contact l’un de l’autre, ils vont fusionner. C’est la fécondation. Cette nouvelle celluleC'est la brique de base pour tout être vivant. More, formée à partir d’une celluleC'est la brique de base pour tout être vivant. More du papa et d’une celluleC'est la brique de base pour tout être vivant. More de la maman va ensuite se transformer et constituer un embryon, un futur bébé. Chez la plante, cet embryon est appelé plantule.

Particularité du monde végétal : une double fécondation est parfois nécessaire. Autrement dit, deux gamètes mâles sont utilisés lors du processus de fécondation : le premier, comme on vient de le voir, va permettre la création d’un embryon, le deuxième sera à l’origine de la création de l’albumen, réelle réserve de nourriture pour l’embryon de plante.

Selon l’espèce, la fécondation a lieu quelques heures à plusieurs semaines après la pollinisation. Ainsi, il suffit de 9h pour que le gamète mâle d’un pommier fusionne avec le gamète femme mais il faut un an pour que la fécondation chez certains chênes ait lieu ! En comparaison, il s’écoule entre 30 minutes et 1h30 chez l’humain entre le moment où le gamète mâte est éjecté dans le corps de la femme et le moment où les deux gamètes fusionnent.

La fécondation est spécifique à une espèce

Tu l’as compris, ce processus de reproduction sexuée reste similaire d’une espèce à une autre. Mais cette similitude ne veut pas dire que des gamètes mâles et femelles de n’importe quelle espèce peuvent être mélangés. Si, par le plus grand des hasards, un gamelle mâle d’un cochon, rencontre un gamète femme d’une pâquerette, il ne se passera absolument rien ! Dans la très grande majorité des cas, il faut que les deux gamètes appartiennent à la même espèce pour qu’ils puissent fusionner et donner naissance à un nouvel être.

Il existe néanmoins, dans certains cas, une reproduction sexuée entre deux espèces différentes qui peut être féconde. C’est le cas par exemple du grolar (fécondation entre un grizzly et un ours polaire), du coyloup (entre un loup et un coyotes) ou, plus connu, du mulet (entre un âne et une jument). On parle alors d’hybridation. Ce phénomène, lorsqu’il est naturel, vient souvent du fait que les airs de répartitions des animaux parents évoluent et viennent à se chevaucher.

En ce qui concerne les plantes, comme elles possèdent la plupart du temps, des organes mâles et des organes femelles, on parle d’auto-fécondation. C’est le gamète mâle d’une fleur qui va rencontrer le gamète femelle de cette même fleur. Mais dans certains cas, cette auto-fécondation est empêchée grâce à des mécanismes plus ou moins complexe, afin de favoriser les croisements des plantes et ce qu’on appelle la variabilité génétique (donc la résistance de la plante à son environnement).

Comment fabrique-t-on une graine

Bon, ok…les gamètes, la fécondation…mais la graine ? Où est-elle dans tout ça ? On y vient !

La fleur se transforme

Qu’il y ait eu ou non une fécondation, et pour une certaines catégories de plantes (appelées les angiospermes), l’ovaire subit une transformation : il devient fruit.
L’ovule, quant à lui, est transformé en embryon lors de la fécondation. Il va ensuite se protéger des évènements externes. C’est ainsi que les parois de l’ovule (appelées téguments) vont former les futures parois de la graine. L’embryon de la plante peut être constitué de seulement quelques cellules ou posséder déjà de minuscules racine et feuilles.

La graine est donc constituée d’une paroi (le tégument), d’une réserve de nourriture (l’albumen) et de l’embryon de la plante (le plantule). Si les gamètes mâles et femelles ne se rencontrent pas, alors le fruit qui se développe ne contient pas de graine. Ce dernier est, dans ce cas, plus petit, moins charnu. La présence d’une graine (qui contient donc un embryon) favorise la croissance du fruit.

A quoi sert la fabrication de la graine ?

Mais quelle est donc l’utilité de la graine ? Tout simplement de protéger l’embryon ! Alors que l’embryon animal (humain) se développe dans le ventre de la maman, la nouvelle plante va faire sa croissance en dehors du giron maternel. Le vent, les animaux ou nous-mêmes, êtres humains, allons transporter ces graines d’un endroit à un autre et la nouvelle plante va ainsi croître dans un nouvel environnement. Mais en attendant d’atteindre ce nouveau lieu, il faut que l’embryon de la plante soit protégé. Il entre donc dans un état appelé « la dormance » durant lequel sa croissance est très faible. Le peu d’énergie dont il a besoin pour continuer à vivre est fourni par l’albumen.

Durant cette période, qui peut être plus ou moins longue, l’embryon doit être protégé du manque d’eau, d’oxygène…Mais il doit également être nourri et porté jusqu’à un environnement propice à son développement. C’est le rôle de la graine ! Un écrin de protection pour le bébé plante jusqu’à ce que les conditions soient réunies pour que la graine germe et donc que la plantule reprenne sa croissance !

En comparaison, l’écrin de protection pour un embryon animal est le ventre de la maman ou la coquille d’un œuf.

Ce n’est donc pas une petite graine que papa plante dans le ventre de maman. Si tel était le cas, cela voudrait dire que papa fabrique à lui tout seul un embryon et que la maman ne sert que de terreau fertile pour sa croissance ! Or, ce n’est pas le cas ! Il faut bien un papa et une maman pour qu’un embryon soit fabriqué !

Des graines très variées

Les graines sont aussi variées que les plantes elles-mêmes ! Leur poids, leur taille, leur dureté, leur résistance…elles diffèrent en de nombreux points.

Ainsi, les graines de la Goodvère rampante (une magnifique orchidée) ne pèse que 2µg quand la graine de Lodoicea maldivica (le nom scientifique du coco-de-mer) pèse jusqu’à 20kg.

Les graines diffèrent également dans leur façon d’être disséminées dans un nouvel environnement. Alors que certaines graines sont très légères, ou ont des poils qui permettent leur dissémination par le vent, d’autres plantes sont moins bien loties et doivent se débrouiller par elles-mêmes pour disperser la future génération. C’est le cas du concombre d’âne (Ecballium elaterium si tu veux connaître son petit nom scientifique !) ou de la balsamine des bois (Impatiens noli-tangere) qui propulsent leurs graines lorsque les fruits sont à maturité. Bien sûr, l’eau et les animaux restent aussi un moyen sûr d’emmener les graines des plantes un peu plus loin que leurs parents.

La longévité des graines, c’est-à-dire le temps qu’elles peuvent rester endormies avant de germer, est aussi un critère qui varie d’une plante à l’autre. Elle peut aller de quelques jours (comme c’est le cas pour le peuplier) à une centaine d’années (pour le cassia par exemple). Le record revient à des graines de palmier-dattier qui ont réussi à germer après 2000 ans de dormance. A l’opposé, il y a la graine du palétuvier qui germe alors que le fruit est encore sur la plante !

Alors voilà, j’espère que tout ça tu comprends un peu mieux comment une graine est fabriquée !