a graine est le résultat d’une reproduction sexuée, la pollinisation d’une fleur. Le fécondation peut avoir lieu entre deux individus, mais aussi en parthénogénèse, avec un unique individu. Certaines espèces de plantes peuvent en effet s’autoféconder, alors que pour d’autres, des mécanismes morphologiques ou blocages génétiques sont mis en œuvre afin de privilégier le brassage génétique.
Les fleurs sont des organes complexes caractéristiques de la division des Angiospermes, autrement appelée les plantes à fleurs. Il n’existe pas de véritable fleur chez les plantes primitives comme les mousses, les fougères, ou encore les cycas.
On trouve une infinie variétés de fleurs, différentes par leur forme, leur couleur, leur sexe. En effet, certaines sont unisexuées –soit mâles, soit femelles– et d’autre sont hermaphrodites.
La genèse d’une graine commence par la fécondation d’une fleur. Un grain de pollen –mâle– transporté par les vents, ou par des animaux, une fois posé sur le pistil d’une fleur femelle (ou hermaphrodite), se met à germer. Il émet un long tube pollinique pour atteindre l’ovaire de la fleur, et y envoie deux spermatides ; la première féconde un ovule ce qui produit un embryon, et la seconde féconde le sac embryonnaire pour former l’albumen, le tissu nourricier de l’embryon. C’est ce qu’on appelle la double fécondation. La fleur pollinisée va alors faner. La paroi de l’ovaire s’épaissit et se transforme pour produire le fruit autour de sa -ou ses- précieuse-s- graine-s-.
Fruits secs ou charnus, volatiles ou lourds, plus ou moins sucrés ou colorés. Chaque fruit a ses propres moyens de propagation. Le fruit plumeux du pissenlit utilise le vent pour être porté au loin, tandis que d’autres ont besoin de vecteurs vivants pour être disséminés.
Il existe en effet une co-évolution, voire une adaptation de certaines plantes à fleurs avec la faune locale pour disperser leur progéniture. Certaines graines ne peuvent germer qu’après être passées dans le système digestif d’un animal, d’où l’intérêt de former un fruit attrayant pour ceux qui seront vecteurs de dispersion.
La graine est un organisme complexe. Elle développe divers mécanismes pour avoir les meilleures chances de survie. Il serait absurde qu’une graine germe à l’entrée de l’hiver alors que le premier coup de froid la ferait mourir… Elle doit donc attendre le bon moment pour s’exprimer. Par exemple, les graines d’Eucalyptus attendent que le feu passe pour germer. Cela signifie qu’elles écloront dans un terreau fertile et dans un espace lumineux et dégagé. Sous nos climats tempérés, la plupart des semences attend que l’hiver passe pour pouvoir germer et être capable de survivre à l’hiver suivant.
Les deux principaux mécanismes qui bloquent la germination sont l’inhibition tégumentaire, et la dormance embryonnaire :
Le premier de ces mécanismes est d’ordre physique. Le tégument (enveloppe externe) de la graine, est souvent imperméable à l’eau et à l’air, et ne permet pas d’échange entre l’embryon et l’extérieur. Ce dernier vit au ralenti, en circuit fermé. Dans la nature, il faudra donc attendre que ce tégument soit rendu poreux par l’action du temps ou des enzymes digestives d’un animal, pour que la graine puisse se regorger d’eau et d’oxygène. Sinon, on peut aussi utiliser du sable, du papier de verre ou encore une fine lame pour inciser, gratter ou poncer l’enveloppe externe de la graine.
La dormance embryonnaire est elle, d’ordre métabolique. Ce sont des hormones qui dictent à la graine quand germer : La balance entre les acides abscissiques et les gibbérellines. Après la formation de la graine, les acides abscissiques sont majoritaires ; ils induisent et maintiennent la dormance. Un traitement par le froid sur une durée de plusieurs mois, comme un hiver qui passe, provoque dans la graine, la synthèse de gibbérellines. Quand la concentration de ces hormones de croissance dépasse celle des acides abscissiques, la balance s’inverse et la dormance embryonnaire est levée. La graine pourra ainsi germer quand les bonnes conditions environnementales seront réunies. Il est possible de lever artificiellement la dormance embryonnaire de graines en les gardant au réfrigérateur dans du sable humide pour une durée allant d’un mois et demi à trois mois. On peut également lever chimiquement la dormance d’une graine en la faisant tremper dans un bain contenant des acides gibbérelliques.
À présent, pour germer, la graine a besoin d’un substrat constamment humide (non détrempé), ainsi que de températures favorables à sa levée. Après avoir germé, la plantule épuise rapidement les ressources de ses cotylédons, et doit rapidement créer sa propre nourriture par photosynthèse.
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