1001 façons de se reproduire chez

les plantes à fleurs

Emmanuelle Porcher UMR 7204 Centre d’Ecologie et des Sciences de la

Conservation

Muséum national d’Histoire naturelle, Paris

porcher@mnhn.fr

6e journées des observateurs Vigie-flore

Les systèmes de reproduction Caractéristiques influençant le choix du partenaire lors de la

reproduction sexuée Animaux

Monogamie Polygamie

Les végétaux sont immobiles

Capturer du pollen Exporter du pollen

« Choisir » son

partenaire

Diversité des systèmes de reproduction

des plantes

Plusieurs organes reproducteurs par individu

Fonctions ♀/♂

Distribution des genres (♀/♂)

Entre fleurs et entre individus

Possibilité d’autofécondation

Et mécanismes pour l’éviter

Importance des vecteurs de pollinisation

Diversité des systèmes de reproduction

Diversité de morphologies florales

Diversité des systèmes de reproduction

des plantes

Hermaphrodisme ≈ 70 %

Dioécie ≈ 5 %

Monoécie ≈ 7 %

Autres ≈ 10 %

Gyno/Andro-dioécie ≈ 7 %

Beaucoup d’espèces sont capables d’autofécondation

Sagittaria cuneata

Ornithogalum dubium Thymus vulgaris

Dianthus sylvestris

Silene dioica

Distribution des taux d’allofécondation dans

les populations naturelles

Igic & Kohn 2006

Proportion de graines produites par croisement avec une autre plante

Nom

bre

d’e

spèces

Mécanismes génétiques de l’évolution de

l’autofécondation

Avantage automatique de l’autofécondation

Graines auto-

fécondées

Pollen ♀

♂ ♂

Autofécondation

Trois copies du génome

Graines allofécondées

Pollen

♂ ♀

Allofécondation

Deux copies du génome

Avantage de 50 % pour les individus autoféconds

Mécanismes génétiques de l’évolution de

l’autofécondation

Dépression de consanguinité

Diminution de valeur sélective (« qualité ») des individus issus d’autofécondation par rapport aux individus issus de croisements

Allofécondé Autofécondé Allofécondé Autofécondé Allofécondé Autofécondé

Trifolium repens Epilobium sp.

Des mécanismes pour favoriser

l’autofécondation

Cléistogamie Fleurs ne s’ouvrant pas,

parfois souterraines

Herkogamie

Faible séparation entre le stigmate et les étamines

Viola sp. Arabidopsis thaliana

http://www.biologie.uni-duesseldorf.de

Attirer le pollen des autres plantes :

vecteurs de pollinisation

Abiotique

Vent / Eau

Animaux

Insectes

Oiseaux

Mammifères

www.dennisgoulet.us

Mucchala & Thomson 2009

Pollinisation abiotique

Fleurs discrètes, sans parfum ni nectar

Étamines exposées au vent, stigmates plumeux

Plantago media

Wikimedia commons

Wikimedia commons

Zea mays

Poa sp.

Posidonia sp.

http://www.theabyss.gr

Meyer et al. (2004)

Pollinisation abiotique Grande quantité de pollen, petits grains, lisses

Pollen souvent allergène

http://www.standardtrees.co.uk/

Pollinisation biotique

Coévolution plantes/pollinisateurs Immobilité attirer les pollinisateurs

Signaux visuels ou olfactifs

Hyménoptères (abeilles, bourdons…)

Couleur jaune, bleu, violet, UV

Guides

Oiseaux (colibris)

Couleur rouge ou orange

Potentilla erecta

http://www.nhm.uio.no www.naturfotograf.coml

Pollinisation biotique

http://www.csupomona.edu

Mimulus aurantiacus, Californie

http://www.santabarbarahikes.com

http://www.comoxvalleynaturalist.bc.ca http://www.odolep.com

Hyles lineata Calypte anna

Pollinisation biotique

Guides à nectar

Viola sp.

Lumière naturelle

Ultra violet

Cucumis sativus

Pollinisation biotique

Chauves-souris

Couleur pâle

Ouverture nocturne

Mouches

Couleur vert, marron

Odeur nauséabonde

Tacca chantrieri – La fleur du diable

http://pix.botany.org

http://www.batcon.org

Adansonia digitata – Le baobab

Pollinisation biotique

Coévolution plantes/pollinisateurs Immobilité attirer les pollinisateurs

Récompenses

Pollen

Oxythyrea funesta sur tournesol

Nectar

http://k47.pbase.com

http://www.pansphoto.com

Pollinisation biotique

Coévolution plantes/pollinisateurs Immobilité attirer les pollinisateurs

Récompenses : ovules et graines

Figues et guêpes pollinisatrices

http://www.figweb.org

Pollinisation biotique

Coévolution plantes/pollinisateurs Immobilité attirer le pollen de son espèce

Spécialisation des pollinisateurs

http://www.crawfordparkdistrict.org http://tn3-2.deviantart.com

Pollinisation biotique

Coévolution plantes/pollinisateurs Immobilité attirer le pollen de son espèce

Spécialisation des pollinisateurs

Angraecum sesquipedale

http://faculty.washington.edu/jrw/

Xanthopan morgani praedicta

http://www.everythingabout.net

Pollinisation biotique

Coévolution plantes/pollinisateurs Immobilité attirer le pollen de son espèce

Spécialisation des pollinisateurs

Trolle d’Europe et mouche chiastochète

http://www.ruhr-uni-bochum.de Yucca et papillon pollinisateur

http://www.britannica.com

www.valentine.gr

Mais toutes les interactions plantes /

pollinisateurs ne sont pas ultra-spécialisées !

Les réseaux de pollinisation ont un structure emboîtée

Emboîté Aléatoire

Pollinisation

- Continuum entre spécialistes

et généralistes

- Spécialisation asymétrique

- Existence d’un cœur

d’espèces très connectées

Pollinisation biotique : les tricheurs

Orchidées trompeuses

http://www.pbs.org

Ophrys apifera Ophrys insectifera

http://nature.hyperlink.cz http://www.crackedlens.co.uk

Pollinisation biotique : les tricheurs

Vol de nectar par certains bourdons ou abeilles

http://www.dl-digital.com

Et la reproduction asexuée ?

http://www.life.uiuc.edu

Bulbilles (Poa alpina)

Tiges tubérisées

Reproduction végétative à partir des tissus végétatifs

Bouturage

Stolons

Reproduction asexuée chez les Angiospermes

Reproduction asexuée chez les Angiospermes

Reproduction végétative à partir des structures utilisées pour la reproduction sexuée (ovule)

http://www.life.uiuc.edu

Rubus sp. Taraxacum officinale

http://www.hlasek.coml

Pourquoi faire

de la reproduction sexuée / asexuée ?

Les désavantages du sexe : 1. le coût des mâles

Génération 1

Génération 2

Génération 3

Reproduction clonale Reproduction sexuée

Pourquoi faire

de la reproduction sexuée / asexuée ?

Les désavantages du sexe : 2. le coût de la méiose

3. Recherche d’un partenaire 4. Risque de transmission de maladies

Pourquoi faire

de la reproduction sexuée / asexuée ?

Recombinaison Mélange de chromosomes

Ce que fait le sexe : la méiose

Pourquoi faire

de la reproduction sexuée / asexuée ?

Les avantages du sexe: Coévoluer avec les autres espèces

Just at this moment, somehow or other, they began to run.

Alice never could quite make out, in thinking it over afterwards, how it was that they began: all she remembers is, that they were running hand in hand, and

the Queen went so fast that it was all she could do to keep up with her: and still the Queen kept crying `Faster! Faster!' but Alice felt she could not go

faster, thought she had not breath left to say so.

The most curious part of the thing was, that the trees and the other things round them never changed their places at all: however fast they went, they never

seemed to pass anything. `I wonder if all the things move along with us?' thought poor puzzled Alice. And the Queen seemed to guess her thoughts, for she

cried, ̀ Faster! Don't try to talk!'

Not that Alice had any idea of doing that. She felt as if she would never be able to talk again, she was getting so much out of breath: and still the Queen

cried `Faster! Faster!' and dragged her along. `Are we nearly there?' Alice managed to pant out at last.

`Nearly there!' the Queen repeated. `Why, we passed it ten minutes ago! Faster! And they ran on for a time in silence, with the wind whistling in Alice's

ears, and almost blowing her hair off her head, she fancied.

`Now! Now!' cried the Queen. `Faster! Faster!' And they went so fast that at last they seemed to skim through the air, hardly touching the ground with

their feet, till suddenly, just as Alice was getting quite exhausted, they stopped, and she found herself sitting on the ground, breathless and giddy.

The Queen propped her up against a tree, and said kindly, ̀ You may rest a little now.'

Alice looked round her in great surprise. `Why, I do believe we've been under this tree the whole time! Everything's just as it was!'

`Of course it is,' said the Queen, `what would you have it?'

`Well, in our country,' said Alice, still panting a little, ̀ you'd generally get to somewhere else -- if you ran very fast for a long time, as we've been doing.'

`A slow sort of country!' said the Queen. ̀ Now, here, you see, it takes all the running you can do, to keep in the same place.

If you want to get somewhere else, you must run at least twice as fast as that!'