Gymnosperme

Caractéristiques générales

Dans tous les groupes de gymnospermes vivants, la partie visible du corps de la plante (cest-à-dire la tige et les branches en croissance) représente le sporophyte, ou asexué, génération, plutôt que la génération gamétophyte, ou génération sexuelle. En règle générale, un sporophyte a une tige avec des racines et des feuilles et porte les structures reproductrices. En tant que plantes vasculaires, les gymnospermes contiennent deux tissus conducteurs, le xylème et le phloème. Le xylème conduit leau et les minéraux des racines au reste de la plante et fournit également un soutien structurel. Le phloème distribue les sucres, les acides aminés et les nutriments organiques fabriqués dans les feuilles aux tissus non photosynthétiques de la plante.

Dans la plupart des gymnospermes, les cônes de pollen mâles, appelés microstrobili, contiennent des feuilles réduites appelées microsporophylles. Les microsporanges, ou sacs polliniques, sont portées sur les surfaces inférieures des microsporophylles. Le nombre de microsporanges peut varier de deux dans de nombreux conifères à des centaines dans certains cycadales. Au sein des microsporanges se trouvent des cellules qui subissent une division méiotique pour produire des microspores haploïdes.

La phase gamétophyte commence lorsque la microspore, alors quelle se trouve encore dans le microsporange, commence à germer pour former le gamétophyte mâle. Un seul noyau de microspore se divise par mitose pour produire quelques cellules. À ce stade, le gamétophyte mâle (appelé grain de pollen) est excrété et transporté par le vent ou les insectes.

Les cônes ovulaires femelles, appelés megastrobili, peuvent être portés sur la même plante qui porte des microstrobili (comme dans les conifères) ou sur des plantes séparées (comme dans les cycadales et le ginkgo). Un mégastrobilus contient de nombreuses écailles, appelées mégasporophylles, qui contiennent des mégasporanges. Dans chaque mégasporange, une seule cellule subit une division méiotique pour produire quatre mégaspores haploïdes, dont trois dégénèrent généralement. Le mégaspore restant subit une mitose pour former le gamétophyte femelle. À mesure que le nombre de noyaux libres se multiplie, le mégasporange et la paroi du mégaspore se dilatent. À ce stade, lovule est prêt à être fécondé.

Avant que la fécondation puisse avoir lieu, cependant, le gamétophyte mâle mature (le grain de pollen) doit être transporté vers le gamétophyte femelle – le processus de pollinisation. Chez de nombreux gymnospermes, une « gouttelette de pollinisation » collante suinte dun petit trou dans le mégasporange femelle pour attraper les grains de pollen. La gouttelette est ensuite résorbée dans le mégasporange pour la fertilisation. où le gamétophyte mâle se développe davantage. Un tube pollinique émerge du grain et se développe à travers le mégasporange vers la structure multicellulaire contenant des œufs appelée larchegonium. Lovule et le sperme continuent à mûrir, le noyau de ce dernier subissant des divisions supplémentaires résultant en deux mâles gamètes ou spermatozoïdes. Fait intéressant, les cycadales et le ginkgo sont les seules plantes à graines dont le spermatozoïde est flagellé. Au moment où le tube pollinique atteint larchegonium, lovule et le sperme sont complètement matures et lovule est prêt à être fécondé.

Chez les gymnospermes, lorsque les noyaux des deux spermatozoïdes rencontrent lovule, un noyau meurt et lautre sunit au noyau de lœuf pour former un zygote diploïde. loeuf subit une mitose pour commencer le développement dune nouvelle génération de sporophytes – lembryon multicellulaire de la graine. La nourriture pour lembryon en développement est fournie par le gamétophyte femelle massif rempli damidon qui lentoure. Lintervalle de temps entre la pollinisation et la maturation de lembryon en une nouvelle génération de sporophytes varie selon les différents groupes, allant de quelques mois à plus dun an (chez le pin, par exemple).

Chez les gymnospermes tels que les cycas et Ginkgo, le tégument de la graine est connu sous le nom de sarcotesta et se compose de deux couches. Le sarcotesta est souvent de couleur vive dans les cycas et le sarcotesta des graines de Ginkgo sent mauvais à maturité. Les graines de certains conifères ont une fine structure en forme daile qui peut aider à la distribution de la graine. Dautres, comme les ifs, ont une structure charnue, connue sous le nom darille, entourant la graine. Les cônes de genévrier sont charnus et couramment consommés par les oiseaux.

À maturité, un embryon de gymnospermes a deux feuilles ou plus, appelées cotylédons. Les cycadales, le ginkgo et les gnetophytes ont deux cotylédons dans lembryon; le pin et les autres conifères peuvent en avoir plusieurs (huit sont communs; certains en ont jusquà 18).Dans les cycas et le ginkgo, les cotylédons restent dans la graine et servent à digérer la nourriture du gamétophyte femelle et à labsorber dans lembryon en développement. Les cotylédons de conifères émergent généralement de la graine et deviennent photosynthétiques.