La compréhension de la structure d’un carpelle est primordiale pour appréhender les phénomènes de transformation d’une fleur d’Angiosperme après la fécondation et aboutissant à la création d’un fruit. Dans le cas le plus simple, le carpelle est libre ou simplement soudé avec les autres par sa base (voir l’illustration de la fleur de Butome ). L’ovaire d’un carpelle peut parfois être soudé avec celui d’autres : il n’est plus simple mais composé (voir article sur les ovaires composés). Un carpelle est constitué des 3 parties suivantes : – le stigmate, surface humide avec des papilles, sur laquelle se pose le pollen au moment de la pollinisation (voir les articles sur le grain de pollen et sur la pollinisation ), – le style, corps plus ou moins allongé. Le tube pollinique se fraye un chemin entre ses cellules ou moment de la germination du grain de pollen (voir article sur la germination du tube pollinique ), – enfin, l’ovaire, arrondi, contenant dans sa cavité ou loge, l’ovule (voir l’article sur l’ovule ) qui contient lui-même le sac embryonnaire (voir article sur le sac embryonnaire ). La fécondation de l’œuf ou oosphère contenu dans le sac embryonnaire (voir article sur la double fécondation ) entraîne des nombreuses transformations : – l’ovaire se transforme en fruit et sa paroi donne l’enveloppe du fruit ou péricarpe (du grec carpos, fruit), – l’ovule se transforme en graine et ses téguments donnent le tégument de la graine, – l’œuf fécondé donne l’embryon présent dans la graine et qui au moment de la germination (voir article sur la germination ) donnera la jeune plante.
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Genévrier (Juniperus) et If (Taxus baccata)
Chez les Genévriers (Juniperus), ce sont les écailles portant les ovules qui deviennent charnues, se soudent entre elles et entourent complètement l’ovule fécondé. La pseudo baie de Genévrier contient plusieurs graines mais ce sont les bractées qui ont joué le rôle de carpelles. La graine de l’If (Taxus baccata) est presque totalement entourée par un arille charnu et rouge. Celui n’est pas toxique alors que la graine l’est. Selon les auteurs, cet arille proviendrait soit de la prolifération cellulaire de la base du tégument soit de la feuille la plus proche de l’ovule, opposée à lui et qui se comporterait comme un deuxième tégument ovulaire.
Angiospermes ou Gymnospermes : fruit ou pas fruit
Les Gymnospermes sont les conifères au sens large comprenant donc les Pins, les Sapins… mais aussi les Ginkgos et les Cycas. Les ovules fécondés donnent des graines nues d’où leur nom de Gymnospermes. Il n’y a jamais de fruit chez les Gymnospermes. Au contraire chez les Angiospermes ou Plantes à fleurs, les ovules sont enfermés dans les carpelles, structure femelle plus récente. Après la fécondation : – les ovules donnent les graines, – qui contiennent un embryon, issu de la fécondation du sac embryonnaire, et qui donnera la jeune plante, – les carpelles se transforment en fruits.
Les plantes à fleurs
De l’extérieur vers l’intérieur, les fleurs sont composées : – des sépales, généralement verts dont l’ensemble est appelé calice, – des pétales, généralement colorés dont l’ensemble est appelé corolle, – des étamines, organes reproducteurs mâles produisant le pollen, – des carpelles, organes élémentaires reproducteurs femelles dont l’ensemble est appelé pistil. Les sépales et les pétales sont généralement au nombre de 3 (lis), 4 (chou, giroflée) ou 5 (renoncule, fraisier, pomme de terre), parfois plus. Quand les sépales et les pétales se ressemblent, ils sont appelés tépales. Ils sont absents chez certaines plantes (miscanthus, bambou). Les pétales peuvent être libres entre eux (giroflée, rose, tulipe, pois) ou soudés (muflier, digitale, orchidée). La fleur peut avoir une forme de cercle, elle est alors régulière (giroflée) ; ou une symétrie plane, elle alors irrégulière (pois, orchidée). Les fleurs sont portées par un pédoncule floral. A la base du pédoncule se trouve les bractées qui ressemblent à de petites feuilles. Les bractées sont normalement vertes mais sont parfois vivement colorées (poinsettia). Les fleurs peuvent être solitaires ou plus nombreuses et disposées en inflorescence. Parfois, elles sont petites et regroupées ensemble en tête à l’extrémité du pédoncule floral. Par exemple, la marguerite n’est pas constituée d’une seule fleur mais de plusieurs : des fleurs blanches en périphérie et en forme de langue, et des fleurs jaunes au centre en forme de tube. Les étamines ont une partie fine en forme de fil, le filet qui porte à son extrémité des sacs, les anthères, qui libéreront le pollen au moment de la pollinisation. Parfois, les étamines sont absentes et la fleur est unisexuée et femelle. Parfois, les carpelles sont absents et la fleur est mâle. Les fleurs unisexuées peuvent être portées sur une seule plante (bégonia) ou sur des plantes différentes (kiwi). A sa base, le carpelle a une partie ronde, l’ovaire qui contient l’ovule. A son extrémité, le stigmate est l’endroit collant où se dépose le pollen. Entre l’ovaire et le stigmate, se trouve une partie intermédiaire plus fine, le style qui est plus ou moins long. Le pollen donnera le spermatozoïde qui fécondera l’ovule. L’ovule fécondé par le spermatozoïde, donnera l’embryon qui se trouvera protégé dans la graine. L’ovaire deviendra le fruit qui protégera la graine elle-même et facilitera sa dispersion. Normalement, le spermatozoïde ne contient qu’un seul stock de chromosomes comme l’ovule. L’embryon aura donc 2 stocks de chromosomes, celui de l’ovule et celui du spermatozoïde. Cet embryon donnera une plante dite diploïde. Chez certaines plantes, le stock de chromosomes, toujours pair sera beaucoup plus élevé (plantes polyploïdes). Ce phénomène existe dans la nature mais est relativement rare. Les processus de sélection favorisent la présence de plantes ayant un plus grand nombre de chromosomes. En horticulture, cette augmentation du nombre de chromosomes est souvent liée à l’augmentation de la taille de la fleur ou du nombre de pétales. En agriculture, les plantes polyploïdes produiront plus de protéines ou de glucides de réserves. Ainsi, le blé cultivé pour la fabrication du pain contient 42 stocks de chromosomes alors que ses parents sauvages n’en possèdent que 2.