32.3 : Reproduction asexuée
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Compétences à développer
- Comparer les mécanismes et les méthodes de reproduction asexuée naturelle et artificielle
- Décrire les avantages et les inconvénients de la reproduction asexuée naturelle et artificielle
- Discutez de la durée de vie
De nombreuses plantes peuvent se propager par reproduction asexuée. Cette méthode ne nécessite pas l'investissement nécessaire pour produire une fleur, attirer des pollinisateurs ou trouver un moyen de disperser les graines. La reproduction asexuée produit des plantes génétiquement identiques à la plante mère, car aucun mélange de gamètes mâles et femelles ne se produit. Traditionnellement, ces plantes survivent bien dans des conditions environnementales stables par rapport aux plantes issues de la reproduction sexuée, car elles sont porteuses de gènes identiques à ceux de leurs parents.
De nombreux types de racines présentent une reproduction asexuée Figure\(\PageIndex{1}\). Le bulbe est utilisé par les glaïeuls et l'ail. Les bulbes, tels que le bulbe écailleux dans les lis et le bulbe de tunicier dans les jonquilles, en sont d'autres exemples courants. Une pomme de terre est un tubercule, tandis que le panais se propage à partir d'une racine pivotante. Le gingembre et l'iris produisent des rhizomes, tandis que le lierre utilise une racine adventice (racine provenant d'une partie de la plante autre que la racine principale ou primaire), et le fraisier possède un stolon, également appelé coureur.
Certaines plantes peuvent produire des graines sans fertilisation. L'ovule ou une partie de l'ovaire, qui est de nature diploïde, donne naissance à une nouvelle graine. Cette méthode de reproduction est connue sous le nom d'apomixie.
Un avantage de la reproduction asexuée est que la plante qui en résulte atteindra sa maturité plus rapidement. Comme la nouvelle plante est issue d'une plante adulte ou de parties de plante, elle sera également plus robuste qu'un plant. La reproduction asexuée peut avoir lieu par des moyens naturels ou artificiels (assistés par des humains).
Méthodes naturelles de reproduction asexuée
Les méthodes naturelles de reproduction asexuée incluent des stratégies que les plantes ont développées pour se propager elles-mêmes. De nombreuses plantes, comme le gingembre, l'oignon, les glaïeuls et le dahlia, continuent de pousser à partir de bourgeons présents à la surface de la tige. Chez certaines plantes, comme la patate douce, les racines adventives ou les rongeurs peuvent donner naissance à de nouvelles plantes Figure\(\PageIndex{2}\). Chez le Bryophyllum et le kalanchoe, les feuilles ont de petits bourgeons sur leur marge. Lorsqu'elles sont détachées de la plante, elles deviennent des plantes indépendantes ; ou elles peuvent commencer à devenir des plantes indépendantes si la feuille touche le sol. Certaines plantes peuvent être multipliées uniquement par bouturage.
Méthodes artificielles de reproduction asexuée
Ces méthodes sont fréquemment utilisées pour donner naissance à de nouvelles plantes, parfois nouvelles. Ils comprennent le greffage, la découpe, la superposition et la micropropagation.
Greffage
La greffe est utilisée depuis longtemps pour produire de nouvelles variétés de roses, d'agrumes et d'autres plantes. Lors de la greffe, deux espèces végétales sont utilisées ; une partie de la tige de la plante recherchée est greffée sur une plante enracinée appelée souche. La partie greffée ou attachée s'appelle le greffon. Les deux sont coupés à un angle oblique (tout angle autre que l'angle droit), placés en contact étroit l'un avec l'autre, puis sont maintenus ensemble Figure\(\PageIndex{3}\). Il est extrêmement important de faire correspondre ces deux surfaces le plus étroitement possible, car elles permettront de maintenir la plante ensemble. Les systèmes vasculaires des deux plantes se développent et fusionnent pour former une greffe. Après un certain temps, le greffon commence à produire des pousses et finit par produire des fleurs et des fruits. Le greffage est largement utilisé en viticulture (viticulture) et dans l'industrie des agrumes. Les greffons capables de produire une variété de fruits particulière sont râpés sur des porte-racines présentant une résistance spécifique aux maladies.
Découpe
Les plantes telles que le coleus et la plante monétaire se multiplient par boutures de tiges, où une partie de la tige contenant des nœuds et des entre-nœuds est placée dans un sol humide et laissée s'enraciner. Chez certaines espèces, les tiges peuvent commencer à produire des racines même lorsqu'elles sont placées uniquement dans l'eau. Par exemple, les feuilles de la violette africaine s'enracinent si elles sont conservées dans de l'eau sans être dérangées pendant plusieurs semaines.
Superposition
La stratification est une méthode dans laquelle une tige attachée à la plante est courbée et recouverte de terre. Les jeunes tiges qui peuvent être pliées facilement sans aucune blessure sont préférées. Le jasmin et les bougainvilliers (fleur en papier) peuvent être multipliés de cette façon Figure\(\PageIndex{4}\). Dans certaines plantes, une forme modifiée de stratification appelée couche aérienne est utilisée. Une partie de l'écorce ou du revêtement extérieur de la tige est retirée et recouverte de mousse, qui est ensuite collée avec du ruban adhésif. Certains jardiniers appliquent également de l'hormone d'enracinement. Après un certain temps, des racines apparaîtront et cette partie de la plante pourra être retirée et transplantée dans un pot séparé.
Micropropagation
La micropropagation (également appelée culture de tissus végétaux) est une méthode permettant de propager un grand nombre de plantes à partir d'une seule plante en peu de temps dans des conditions de laboratoire Figure\(\PageIndex{5}\). Cette méthode permet de propager des espèces rares et menacées qui peuvent être difficiles à cultiver dans des conditions naturelles, qui sont importantes sur le plan économique ou qui sont recherchées en tant que plantes exemptes de maladies.
Pour démarrer la culture de tissus végétaux, une partie de la plante telle qu'une tige, une feuille, un embryon, une anthère ou une graine peut être utilisée. Le matériel végétal est complètement stérilisé à l'aide d'une combinaison de traitements chimiques standardisés pour cette espèce. Dans des conditions stériles, le matériel végétal est placé sur un milieu de culture de tissus végétaux qui contient tous les minéraux, vitamines et hormones nécessaires à la plante. La partie de la plante donne souvent naissance à une masse indifférenciée appelée callus, à partir de laquelle les plantules individuelles commencent à pousser après un certain temps. Ils peuvent être séparés et sont d'abord cultivés en serre avant d'être déplacés dans des conditions de champ.
Durée de vie des plantes
Le temps qui s'écoule entre le début du développement et la mort d'une plante s'appelle sa durée de vie. Le cycle de vie, quant à lui, est la séquence des étapes que traverse une plante, de la germination des graines à la production de graines de la plante mature. Certaines plantes, comme les annuelles, n'ont besoin que de quelques semaines pour pousser, produire des graines et mourir. D'autres plantes, comme le pin à cônes hérissés, vivent des milliers d'années. Certains pins à cônes hérissés ont un âge documenté de 4 500 ans Figure\(\PageIndex{6}\). Même si certaines parties d'une plante, telles que les régions contenant du tissu méristématique, c'est-à-dire la zone de croissance active de la plante constituée de cellules indifférenciées capables de se diviser, continuent de croître, certaines parties subissent une mort cellulaire programmée (apoptose). Le bouchon que l'on trouve sur les tiges et le tissu conducteur d'eau du xylème, par exemple, sont composés de cellules mortes.
Les espèces végétales qui terminent leur cycle de vie en une saison sont appelées annuelles, comme l'Arabidopsis, ou cresson auriculaire. Les plantes bisannuelles, comme les carottes, terminent leur cycle de vie en deux saisons. Au cours de la première saison bisannuelle, la plante a une phase végétative, tandis que la saison suivante, elle termine sa phase de reproduction. Les producteurs commerciaux récoltent les racines des carottes après la première année de croissance et ne les laissent pas fleurir. Les plantes vivaces, comme le magnolia, terminent leur cycle de vie en deux ans ou plus.
Dans une autre classification basée sur la fréquence de floraison, les plantes monocarpiques ne fleurissent qu'une seule fois dans leur vie ; par exemple, le bambou et le yucca. Au cours de la période végétative de leur cycle de vie (qui peut atteindre 120 ans chez certaines espèces de bambous), ces plantes peuvent se reproduire de manière asexuée et accumuler une grande quantité de matière alimentaire qui sera nécessaire à leur floraison unique et à la formation des graines après la fertilisation. Peu de temps après la floraison, ces plantes meurent. Les plantes polycarpiques produisent des fleurs de nombreuses fois au cours de leur vie. Les arbres fruitiers, tels que les pommiers et les orangers, sont polycarpiques ; ils fleurissent chaque année. D'autres espèces polycarpiques, telles que les plantes vivaces, fleurissent plusieurs fois au cours de leur vie, mais pas chaque année. Ainsi, la plante n'a pas besoin que tous ses nutriments soient canalisés vers la floraison chaque année.
Comme c'est le cas pour tous les organismes vivants, la génétique et les conditions environnementales jouent un rôle dans la détermination de la durée de vie d'une plante. La sensibilité aux maladies, l'évolution des conditions environnementales, la sécheresse, le froid et la compétition pour les nutriments sont quelques-uns des facteurs qui déterminent la survie d'une plante. Les plantes continuent de croître malgré la présence de tissus morts tels que le liège. Les différentes parties des plantes, telles que les fleurs et les feuilles, ont des taux de survie différents. Chez de nombreux arbres, les vieilles feuilles jaunissent et finissent par tomber de l'arbre. La chute des feuilles est déclenchée par des facteurs tels qu'une diminution de l'efficacité photosynthétique, due à l'ombrage des feuilles supérieures, ou des dommages oxydatifs résultant de réactions photosynthétiques. Les composants de la pièce à éliminer sont recyclés par l'usine pour être utilisés dans d'autres processus, tels que le développement des semences et le stockage. Ce processus est connu sous le nom de recyclage des nutriments.
Le vieillissement d'une plante et tous les processus associés sont connus sous le nom de sénescence, qui se caractérise par plusieurs changements biochimiques complexes. L'une des caractéristiques de la sénescence est la dégradation des chloroplastes, caractérisée par le jaunissement des feuilles. Les chloroplastes contiennent des composants de la machinerie photosynthétique tels que des membranes et des protéines. Les chloroplastes contiennent également de l'ADN. Les protéines, les lipides et les acides nucléiques sont décomposés par des enzymes spécifiques en molécules plus petites et récupérés par la plante pour favoriser la croissance d'autres tissus végétaux.
Les voies complexes du recyclage des nutriments au sein d'une plante ne sont pas bien comprises. Les hormones sont connues pour jouer un rôle dans la sénescence. Les applications de cytokinines et d'éthylène retardent ou préviennent la sénescence ; en revanche, l'acide abscissique provoque une sénescence prématurée.
Résumé
De nombreuses plantes se reproduisent de manière asexuée et sexuelle. Lors de la reproduction asexuée, une partie de la plante mère est utilisée pour générer une nouvelle plante. La greffe, la superposition et la micropropagation sont des méthodes utilisées pour la reproduction asexuée artificielle. La nouvelle plante est génétiquement identique à la plante mère dont le stock a été prélevé. Les plantes qui se reproduisent de manière asexuée prospèrent bien dans des environnements stables.
Les plantes ont des durées de vie différentes, en fonction de l'espèce, du génotype et des conditions environnementales. Certaines parties de la plante, telles que les régions contenant du tissu méristématique, continuent de croître, tandis que d'autres parties subissent une mort cellulaire programmée. Les feuilles qui ne sont plus actives sur le plan photosynthétique sont éliminées de la plante lors de la sénescence, et les nutriments contenus dans ces feuilles sont recyclés par la plante. D'autres facteurs, dont la présence d'hormones, sont connus pour jouer un rôle dans le retard de la sénescence.
Lexique
- apomixie
- processus par lequel les graines sont produites sans fécondation des spermatozoïdes et des ovules
- coupe
- méthode de reproduction asexuée où une partie de la tige contient des notes et des entre-nœuds est placée dans un sol humide et laissée s'enraciner
- greffage
- méthode de reproduction asexuée dans laquelle la tige d'une espèce végétale est épissée à une autre plante
- superposition
- méthode de multiplication de plantes en pliant une tige sous le sol
- micropropagation
- propagation de plantes désirables à partir d'une partie de plante ; réalisée en laboratoire
- monocarpique
- des plantes qui fleurissent une fois dans leur vie
- polycarpe
- plantes qui fleurissent plusieurs fois dans leur vie
- scion
- la partie d'une plante qui est greffée sur le porte-racines d'une autre plante
- sénescence
- processus qui décrit le vieillissement des tissus végétaux