Comment fonctionne le pollen

Les plantes ont développé le pollen comme moyen de reproduction il y a plus de 375 millions d'années, et depuis lors, elles n'ont pas regardé en arrière [source : Dunn ]. Une grande partie de la vie végétale qui s'est répandue partout sur la planète aujourd'hui affiche cette ingéniosité évolutive. La principale raison pour laquelle le pollen - et par extension le processus de pollinisation - est si important, c'est parce que cela signifie que les plantes n'ont pas à dépendre de l'eau pour transporter les composants biologiques nécessaires à la fertilisation. Les plantes qui portent du pollen ont également tendance à offrir une protection à leur progéniture après la fécondation sous la forme de graines dures - et dans certains cas, ces graines sont même nichées à l'intérieur de fruits charnus.

Les grains de pollen sont essentiellement des spermatozoïdes végétaux. Ou peut-être plus techniquement, des berlines de sperme. À l'intérieur, ils contiennent la partie mâle de l'ADN nécessaire à la reproduction des plantes. Il existe une grande variation en ce qui concerne la taille des grains de pollen, et il n'y a pas de corrélation entre la taille de la plante et la taille du pollen qu'elle produit. Les grandes plantes peuvent générer certains des plus petits grains de pollen, tandis que les petites plantes peuvent produire du pollen qui fait honte à celles-ci. Les grains de pollen peuvent ne pas ressembler à grand-chose; à l'œil nu, ils ressemblent souvent à des taches poussiéreuses, mais en y regardant de plus près, ils prennent une infinité de formes fascinantes avec toutes sortes de textures et de caractéristiques.

Qu'ils soient coniques, sphériques, cylindriques ou d'une autre forme fantastique, de nombreux grains de pollen ressemblent à autre chose, qu'il s'agisse de corail, de succulent, de coquillage ou d'anémone de mer . Certains grains sont parsemés de petites pointes ; d'autres ont des surfaces semblables à des toiles. Encore plus apparaissent enchâssés dans des enchevêtrements cordés, tandis que d'autres arborent des fossettes délicates ou ont des côtes qui ressemblent aux rayures d'une pastèque.

Bon nombre de ces adaptations uniques visent à aider le pollen à se rendre là où il doit aller, à savoir l'homologue femelle de sa propre espèce. Les caractéristiques de surface aident les grains à s'accrocher à différents modes de transport, tels que les plumes d'oiseaux, les pattes d'abeilles ou la fourrure d'animaux. Ou ils aident le pollen à naviguer dans les airs sur des appendices qui ressemblent à des ailes d'avion ou à des ballons à air chaud. Certaines de ces caractéristiques aident même un grain de pollen à fonctionner avec succès lorsqu'il atteint sa destination. Nous discuterons de ce qui se passe lorsque cet heureux événement se produit à la page suivante.

1. Le processus de pollinisation
2. Pouvoir des fleurs et pollinisation
3. Les transporteurs de pollen
4. Pollen et personnes

Dans la plupart des plantes productrices de pollen, un grain de pollen termine avec succès son voyage lorsqu'il se déplace de la partie mâle d'un spécimen de plante à la partie femelle correspondante. Idéalement, il trouve son chemin vers une plante entièrement différente pour augmenter l' allofécondation issue de la pollinisation croisée . Ce n'est pas toujours une exigence absolue, cependant, bien qu'il soit important de noter que de nombreuses espèces végétales ont des moyens d'empêcher une plante particulière de se polliniser. Certains sont même génétiquement incompatibles.

Une fois qu'un grain de pollen atteint la partie femelle de la plante, dans la plupart des cas un ovule , l'un des spermatozoïdes porte-bonheur (généralement sur deux) logé dans le pollen fécondera l'ovule à l'intérieur. Après la fécondation, l'ovule se développera progressivement en une graine et cette graine transportera sa plante embryonnaire vers une nouvelle maison.

Les plantes qui suivent cette voie de reproduction de base sont appelées gymnospermes . Les arbres qui ont des pommes de pin et des structures de reproduction similaires, comme c'est le cas avec la plupart des conifères, sont des exemples de gymnospermes. Examinons de plus près les conifères , les gymnospermes les plus nombreux et les plus répandus sur Terre aujourd'hui, et les pins en particulier, car ils font partie des espèces les plus familières.

Les pommes de pin viennent généralement en variétés mâles et femelles, et elles peuvent avoir toutes sortes de formes, de textures et de tailles, selon les espèces. L'un fabrique le pollen et l'autre le reçoit. Une fois qu'un grain de pollen arrive à un ovule - adhérant généralement à l'aide d'une substance collante produite par la pomme de pin femelle - il absorbe l'eau, germe et commence à développer lentement un tube pollinique afin de placer le sperme nouvellement généré à l'intérieur. La fécondation se produit et une graine finit par se former. Le temps qu'il faut pour que le processus global se termine varie considérablement; dans de nombreuses espèces de pins, le processus de pollinisation prend plus d'un an du début à la fin. Une fois terminé, la graine est libérée du cône, pour continuer son chemin.

Mais bien que le développement du processus de pollinisation ait été révolutionnaire, il y avait encore quelques problèmes qui pouvaient être résolus. À la page suivante, nous examinerons les plantes qui ont produit le fer évolutif et rendu la méthode beaucoup plus fiable.

Alerte aux allergies

De nombreuses personnes souffrent de rhinite allergique et le pollen y contribue largement. Différentes espèces de plantes produisent différents pollens, et ces différents pollens sont composés de différents buffets de protéines. Certaines de ces protéines provoquent une surcharge du système immunitaire des personnes allergiques.

Certaines plantes - les angiospermes - ont évolué pour pousser le processus de pollinisation un peu plus loin. Ce sont les plantes à fleurs, et non seulement elles produisent des graines, mais elles fleurissent aussi et produisent des fruits protecteurs. Ces filets de sécurité reproductive sont également plus efficaces pour attirer les organismes mobiles et les aider à terminer avec succès leur cycle de vie ; en fait, beaucoup ont évolué en tandem avec les créatures qui pilotent le processus de pollinisation. En termes d'espèces, les angiospermes sont le type le plus prolifique; de nombreuses espèces d'arbres et d'arbustes, ainsi que toutes sortes de fruits, légumes, céréales, cactus et fleurs sauvages sont considérées comme des angiospermes [source : Raven].

Alors regardons comment cela fonctionne dans votre fleur typique et approfondissons un peu plus le développement du pollen en général. Les grains de pollen sont créés par le processus de méiose , au cours duquel les cellules se divisent et se multiplient. Les grains de pollen sont souvent situés dans des sacs polliniques aux extrémités des étamines (les parties mâles de la fleur), qui entourent généralement le carpelle (les parties femelles de la fleur). Les étamines se présentent généralement en deux sections : l' anthère à deux lobes , qui abrite les sacs polliniques, et le filament , la tige sur laquelle se perche l'anthère. Chaque grain développe progressivement une paroi extérieure résistante pour l'abriter pendant son voyage.

Une fois déposés à destination, les grains de pollen se déposent sur le stigmate d'une fleur - l'entrée de l'ovaire. Comme pour les gymnospermes, la germination et la formation du tube pollinique suivent la fécondation, mais cette fois les deux spermatozoïdes sont utilisés. Pendant que l'un féconde l'ovule, l'autre est chargé de féconder une autre cellule qui se développera dans l' endosperme , ce que les embryons de plantes en croissance consomment avant et pendant le processus de germination.

Différentes fleurs poussent dans différentes configurations, et bien que beaucoup, en fait la majorité des angiospermes, portent à la fois des composants étamines et carpiens, certains ne le font pas. Pour ces espèces, les parties reproductrices mâles et femelles peuvent être trouvées sur différentes fleurs de la même plante, de la même manière que les pommes de pin des gymnospermes sont généralement configurées. Ou, dans certains cas, chaque spécimen de plante particulier peut ne présenter que l'un ou l'autre, en faisant légèrement varier le processus.

Le pollen peut être transporté par le vent, transporté par l'eau ou transporté par n'importe quel type de créature, qu'il s'agisse d' abeilles , de coléoptères, d'oiseaux ou de chauves -souris , et déposé sur la partie reproductrice femelle d'une autre fleur. Cela peut sembler assez aléatoire, et c'est le cas, c'est pourquoi les plantes - en particulier les gymnospermes - produisent beaucoup de pollen.

Pour que les plantes réussissent à répandre leur pollen, beaucoup ont coévolué avec d'autres créatures pour faire le travail plus fréquemment et plus efficacement. Cela s'est produit de plusieurs façons. Avec les plantes à fleurs, par exemple, celles qui avaient le pollen le plus savoureux étaient plus susceptibles d'attirer les pollinisateurs, elles étaient donc celles qui avaient les meilleures chances de propager leur espèce. Les plantes à fleurs tirent également parti de la forme, de la couleur et du parfum pour attirer plus de clients, parfois d'une manière qui peut sembler surprenante. De nombreuses espèces de coléoptères sont attirées par les fleurs qui produisent des parfums que nous considérerions comme très désagréables. Certaines de ces plantes, parmi lesquelles le philodendron domestique commun, attirent les coléoptères en se réchauffant par une réaction chimique. Cela leur fait produire une odeur rappelant la décomposition de la matière organique, vers laquelle les coléoptères sont naturellement attirés. Une plante de Sumatra, connue sous le nom de langue du diable, sent si mauvais qu'elle aurait fait s'évanouir des gens. C'est un pollinisateur ? Une espèce de coléoptère charognard.

Les fleurs aux couleurs vives sont plus susceptibles d'attirer les créatures diurnes, tandis que les fleurs blanches ou jaune clair sont plus susceptibles d'être repérées par les animaux nocturnes. Il y a aussi la production de nectar. De nombreux pollinisateurs compétents, tels que les abeilles, les chauves-souris et les colibris , se nourrissent de nectar, donc avoir des tasses à nectar adaptées aux pièces buccales du pollinisateur était une autre spécialisation importante à développer. Enfin, le positionnement des parties sexuelles des plantes a également évolué. Les spécimens dont l'arrangement correspondait le mieux aux habitudes alimentaires d'un pollinisateur potentiel ont eu le plus de succès. Ainsi, les étamines qui étaient les plus susceptibles d'être effleurées par un pollinisateur - et donc plus susceptibles d'être époussetées et emportées - étaient les mieux placées pour la persévérance évolutive.

Les genoux de l'abeille

Les abeilles fournissent un excellent exemple de co-évolution en action et ce sont des pollinisateurs incroyablement importants. Ils consomment du nectar et du pollen, collectant les deux pendant qu'ils se nourrissent. Les fleurs ont évolué vers des combinaisons spécifiques de couleurs, de parfums et de formes qui les rendent attrayantes et accessibles aux abeilles (et souvent peu attrayantes ou inaccessibles à leurs concurrents). Les abeilles ont remboursé ces fleurs en faisant évoluer des parties spécifiques du corps qui les rendent plus efficaces pour collecter – et transmettre par inadvertance certaines portions de – pollen lors de leur tournée.

Les plantes, le pollen et les pollinisateurs sont évidemment d'une grande importance pour l'homme. Les gens ont sûrement transmis la connaissance des plantes tout au long de la longue évolution de notre espèce, mais il y a quelque 11 000 ans, nous avons radicalement changé la donne [source : Starr]. C'est à peu près au moment où les gens ont commencé à domestiquer les plantes cultivées - en sélectionnant des spécimens préférés parmi les races sauvages et en les cultivant pour certains attributs souhaitables comme un rendement élevé, la résistance aux ravageurs ou la tolérance à la chaleur. Avance rapide jusqu'à aujourd'hui, et nos méthodes de production agricole ont à nouveau fait un bond en avant de façon spectaculaire depuis ces débuts. Aujourd'hui, de nombreuses cultures sont des organismes génétiquement modifiés, ou OGM, et notre altération artificielle a laissé beaucoup de gens se demander quel impact cela aura sur les organismes naturellement évolués.

Les scientifiques étudient si et dans quelles circonstances les cultures OGM ont le potentiel de se croiser avec des cultures conventionnelles, ainsi qu'avec des espèces apparentées. Une étude menée en Afrique, une zone où les OGM pourraient avoir un impact considérable, a déterminé que les abeilles s'y aventurent à près de 4 miles (3 kilomètres) du nid tout en butinant [source : Science Daily ]. Une telle portée pourrait permettre aux trangènes des cultures OGM introduites d'infiltrer les espèces sauvages. Afin de contrôler les cas de pollinisation croisée, des organismes internationaux tels que le Bureau européen de la coexistence préconisent certaines mesures d'isolement. Celles-ci incluent des étapes spatiales et temporelles ; en d'autres termes, planter des cultures à certaines distances des plantes susceptibles d'être pollinisées de manière croisée, ainsi que programmer ces plantations pour que l'espèce fleurisse à différents moments de l'année.

Le pollen est également une matière utile à étudier pour d'autres raisons. En prélevant des échantillons de carottes, les scientifiques spécialisés dans les domaines de la palynologie - l'étude des pollens, des spores et de la vie végétale microscopique similaire - peuvent avoir une bonne idée des plantes qui prévalaient à différentes époques de l'histoire de la Terre. Par exemple, le pollen et d'autres palynomorphes peuvent aider à déterminer quand la culture agricole commence ou s'arrête dans une certaine zone, quand une étendue de terre était boisée ou en prairie, ou quand des changements climatiques se sont produits.

À la page suivante, apprenez-en beaucoup plus sur le pollen - et sur ce qu'il faut faire lorsqu'il vous fait éternuer .

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