QUELQUES ASPECTS DE LA BIOLOGIE FLORALE DES ANGIOSPERMES (G2E 2005) 1. La structure de la fleur, une adaptation à la pollinisation 1.1. En vous appuyant sur les documents 1a et 1b et en vous aidant de schémas d’interprétation, précis et clairement annotés, vous montrerez les spécificités des organes floraux des plantes anémophiles et entomophiles.

(1) = styles et stigmates plumeux (reçoivent diverses poussières, et en particulier le pollen (2) = ovaire (3)=glumelle étamines à - long filet (4) : le pollen est dispersé hors de la fleur - grosse anthère (5) beaucoup de pollen

Stigmate (6)* Style (5) Ovaire (4) Pistil = Gynécée (7) (3) = étamine (2) = pétale (1) = sépale Pétales vivement colorés : attraction des insectes pollinisateurs (signal visuel) Étamines dressées : l'insecte se frotte aux anthères en venant butiner la fleur

1.2. Vous préciserez les adaptations des fleurs favorisant la pollinisation entomophile. - gros pollen, souvent collant ou avec des crochets - périanthe bien développé, avec souvent des couleurs vives - présence possible de nectaires (glandes sécrétant le nectar), enfoncés dans la fleur

2. Comment les plantes à fleurs « choisissent »-elles leurs partenaires sexuels ? 2.1. Certaines plantes sont dites cléistogames (exemple Viola). Après avoir défini ce terme, vous préciserez les conséquences du point de vue évolution de l’espèce. Les plantes cléistogames ont des fleurs qui ne s'ouvent pas. Par conséquent, la pollinisation et la fécondation se font sans intervention de pollen extérieur, et il y a obligatoirement autofécondation. Si la plante mère était homozygote, la plante fille a le même génotype, donc homozygote; Si la plante mère était hétérozygote, la moitié des descendants est hétérozygotes Par conséquent, chez les plantes à fleurs cléistogames, l'autofécondation systématique provoque une augmentation de l'homozygotie de tous les gènes; La population n'a pas de brassage génétique, ce qui diminue les possibilités d'évolution de l'espèce, réduite à la variabilité provoquée par les mutations transmises à la descendance.

2.2. Qu’il y ait anémogamie, hydrogamie, entomogamie ou zoogamie, les plantes à fleurs produisent une quantité importante de grains de pollen ; en conséquence ces derniers terminent fréquemment leur voyage sur le pistil d’une fleur d’une autre espèce végétale ou de la même fleur. Afin de réduire ces risques, la nature a sélectionné un certain nombre de mécanismes limitatifs. Le document 2 présente la fleur de primevère (Primula officinalis). En étudiant les différents schémas (1 à 6) de ce document 2, vous préciserez les caractéristiques limitant les risques d’autopollinisation. Vous n'aborderez pas l'aspect biochimique du mécanisme (ex. : rutine). Finalisme à éviter ! ????

(1) = fleur brévistylée, avec des étamines haute dans la corolle (2) = fleur longistylée, avec des étamines basses dans la corolle. Ainsi, les étamines sont loin du stigmate, et la probabilité que le pollen aille sur le stigmate de la même plante est faible. 3 = gros grain de pollen 4 = petit grain de pollen 5 = petites papilles stigmatiques 6 = grandes papilles stigmatiques Pour que le grain de pollen germe, il doit être humidifié par les sécrétions stigmatiques. Si le gros grain (3) arrive sur les petites papilles (5) de la plante brévistylée, il a peu de chances de pouvoir germer; Cela apparaît moins net pour l'inverse, l'arrivée de petit pollen (4) sur les grandes papilles stigmatiques (6), mais on peut imaginer la réciproque : le pollen 4 a peu de chances de germer sur les grandes papilles stigmatiques (6).

2.3. Le document 3 présente le cas de la pollinisation entomophile de la Sauge (Salvia officinalis) ; vous indiquerez les mécanismes rendant l’autopollinisation impossible. - la protandrie est le fait que les étamines d'une fleur sont mûres avant le gynécée de cette même fleur : ainsi, la fécondation croisée est obligatoire. - lorsque l'insecte s'enfonce dans une fleur, il appuie sur la pédale, ce qui saupoudre de pollen son abdomen. Ainsi, l'insecte transporte le pollen vers une autre fleur dont le stigmate est réceptif.

2.4. Depuis les travaux de l’anglais Dan Lewis en 1960, le monde scientifique pense à un contrôle génétique de l’auto-incompatibilité pollen-stigmate. Le locus S (pour self-incompatibility) comprend plusieurs gènes appartenant à une même famille et ces derniers ont chacun de nombreux allèles. Aussi, lorsque le pollen et les tissus du pistil expriment la même spécificité allélique S, la plante décèle une incompatibilité pollinique ou sexuelle, et rejette l’autopollen. En quoi le principe de base de reconnaissance du soi diffère-t-il de celui que l’on rencontre chez les Vertébrés ? Le candidat ne doit pas rappeler le mode d'action des gènes d'incompatibilité. Exemple : on ne traitera pas la différence entre incompatibilité gamétophytique et sporophytique. Chez les Vertébrés, le système immunitaire reconnaît le soi et le non- soi, et rejette le non soi en acceptant le soi (par exemple rejet des greffes). Chez les Angiospermes, ici, le soi et le non-soi sont aussi reconnus, mais c'est le soi qui est défavorisé lors de la fécondation, alors que le non-soi est plus accepté. Ainsi, la fécondation croisée est favorisée.