Le peuplement du milieu par les végétaux

Transcription

1 Réf : Le peuplement du milieu par les végétaux 00 min 00 s 03 min 50 s Introduction Dès la fin de l'hiver, lorsque les beaux jours reviennent, il est frappant de constater à quel point le monde végétal reprend rapidement ses droits dans la nature. Là où, un mois plus tôt, tout ne semblait que vide et désolation, surgissent, en quelques jours seulement, des multitudes de plantes, dont on avait presque oublié l'existence passée. En l'espace de quelques semaines, c'est une explosion de vie à laquelle il nous est possible d'assister. Les paysages reverdissent progressivement, et les espèces végétales étalent leurs plus beaux atours au fur et à mesure que l'été approche. L'apparition, aussi subite et spontanée, de tant de plantes ne peut empêcher le naturaliste un peu curieux, de se poser quelques questions bien légitimes. Par exemple, - quelles raisons ont pu présider à cette reprise de la vie active? - comment les espèces ont pu résister aux dures conditions de l'hiver? - ou bien encore, quels mécanismes ont permis aux espèces végétales de parvenir là où on les observe aujourd'hui. Cette dernière question est celle qui va nous servir de fil conducteur tout au long de ce film : comment les plantes réussissent-elles à se propager d'un endroit à un autre. Comment s'y prennent-elles pour coloniser un nouveau milieu et finir, parfois, à l'envahir complètement? Nous ferons, bien-sûr, abstraction de toutes les plantes que l'homme a forcées à s'implanter là où l'agriculture le nécessitait, ou dans un but plus esthétique, comme l'ornementation des jardins publics, par exemple. Nous nous attarderons, par contre, sur les plantes qui élisent domicile là où les conditions à leur survie sont réunies, et qui n'ont pas besoin de l'intervention de l'homme pour se propager dans le milieu naturel : il s'agit des plantes sauvages. L'installation de ces plantes s'effectue souvent en pleine terre, mais pas seulement : les toits, les vieux murs, les fissures de la route ou des trottoirs, le tronc des arbres, sont autant de lieux singuliers où certaines espèces végétales trouvent le moyen de séjourner plus ou moins longtemps. 1

2 Et parmi toutes ces plantes, certaines sont dotées d'une aptitude toute particulière à imposer leur présence aux autres : - soit par leur taille imposante (ce sont généralement les arbres), - soit par une capacité extraordinaire à pousser un peu n'importe où, et surtout à être capables de se propager plus efficacement que d'autres. Beaucoup de ces espèces sont des herbes, ou plutôt des plantes herbacées. On les trouve fréquemment dans les jardins, sur les terrains vagues, au bord des routes... et on les qualifie souvent, à tort, de "mauvaises herbes". Mais pour le botaniste, ce terme est souvent synonyme de "plante particulièrement intéressante", car efficace et résistante, tant au niveau de sa biologie que de ses aptitudes à coloniser de nouveaux territoires. Voyons maintenant comment les plantes s'y prennent pour voyager et coloniser leur milieu de vie min 51 s - 08 min 40 s Peupler un milieu en utilisant des graines La plupart des plantes que nous côtoyons sont des plantes à fleurs. Ce sont par là même des plantes à graines. Car, en effet, toutes les plantes à fleurs produisent des graines, organes qui vont leur permettre de se propager et de résister, pendant des durées plus ou moins longues, à des conditions défavorables, comme le manque d'eau ou le froid extrême. Mais rappelons avant tout ce qu'est une fleur... La fleur, c'est l'appareil reproducteur de la plante qui la porte. Sa structure de base est assez simple, mais le monde végétal semble avoir pris un malin plaisir à compliquer les choses. Sur cette fleur de coquelicot, on peut identifier les constituants principaux d'une fleur typique : - des pétales rouge vif, qui étaient auparavant enfermés entre 2 sépales poilus, de couleur verte, - des étamines nombreuses de couleur noire, dont l'extrémité renflée libère une poussière de petits grains microscopiques : les grains de pollen - un ovaire central renflé, surmonté d'une plate-forme chargée de capter les grains de pollen : le stigmate. L'ensemble ovairestigmate constitue le pistil de la fleur. En pratiquant une coupe longitudinale dans le pistil, on peut constater que celui-ci renferme de nombreuses petites boules blanches : ce sont des ovules. Quelques jours plus tard, la fleur a fané et séché, et il ne subsiste plus que la partie centrale de celle-ci, le pistil, qui s'est transformé en une petite urne cylin- 2

3 drique. Celle-ci est pourvue de petits orifices, et renferme de très nombreuses graines, de taille minuscule. La formation de ces graines a été rendue possible par le dépôt du pollen, celui qui est fabriqué par les étamines, sur le stigmate de la fleur. Chez le Coquelicot, ce dépôt est souvent assuré par les bourdons. Par un mécanisme un peu compliqué, les grains de pollen ont fécondé les ovules contenus dans l'ovaire, et ceux-ci sont devenus des graines. Chez les autres fleurs, le transport du pollen des étamines sur le stigmate peut se faire selon des modalités très différentes : les insectes ne sont pas toujours indispensables... Pour simplifier, on pourra retenir les 2 choses suivantes : - le fruit, qui est l'organe contenant la graine ou les graines, lorsqu'il y en a plusieurs, provient de la transformation de l'ovaire. Attention, le terme de "fruit", employé ici dans son sens botanique, ne signifie pas que c'est forcément un organe que l'on peut consommer! - les graines, qui contiennent un embryon et des réserves nutritives plus ou moins abondantes, proviennent de la transformation des ovules. Pour se propager au loin, dans leur milieu de vie, les plantes à graines utilisent des stratagèmes plus ou moins sophistiqués. Regardons comment procèdent quelques-unes des espèces les plus intéressantes min 41 s - 11 min 19 s Le Pissenlit, le Salsifis et le Chardon L'un des meilleurs moyens d'observer des plantes à graines particulièrement efficaces dans leur aptitude à coloniser l'environnement, est de s'intéresser aux talus, aux terrains vagues ou en friches, ou encore aux bords des routes de campagne. C'est là que les espèces les plus résistantes et les plus douées pour la dissémination sont les plus nombreuses, et les plus apparentes... Le Pissenlit en est l'un des meilleurs exemples. Cette composée, formée d'une multitude de fleurs jaunes minuscules, réunies en un capitule, a l'habitude de s'installer un peu n'importe où. Elle est capable de se développer même là où il ne semble pas y avoir suffisamment de terre pour pousser. Regardons comment elle s'y prend pour se disséminer dans la nature... Mais la technique employée par le Pissenlit pour se propager alentours est également prisée par de nombreuses autres herbacées. C'est le cas des salsifis sauvages, des chardons, et de très nombreuses variétés de plantes à fleurs appartenant, comme le Pissenlit, à la famille des Composées... 3

4 11 min 20 s - 12 min 23 s 12 min 24 s - 14 min 58 s 14 min 59 s - 15 min 45 s 15 min 46 s - 17 min 01 s Le Chêne, le Hêtre et le Marronnier Les plantes ligneuses, celles qui fabriquent du bois, comme les arbres, ne sont cependant pas en reste. Nombre d'entre elles, et particulièrement celles qui s'installent sur le bas-côté des routes ou sur les terrains abandonnés, ne le font pas sans disposer d'un atout majeur... Les arbres les plus connus, comme les Chênes, les Hêtres ou les Marronniers, fabriquent des graines massives, plus ou moins volumineuses. A maturité, celles-ci tombent par gravité au pied de l'arbre qui les a engendrées. Cette technique, si cela en est une, est plutôt inefficace pour essayer de se propager au loin,... sauf peut-être si le terrain est en pente forte. Le Frêne, le Bouleau et le Saule Mais il y a mieux : les arbres "sauvages", comme le Frêne, l'erable, le Bouleau, le Charme ou encore le Saule, produisent des fruits et des graines nettement plus sophistiquées que leurs imposants collègues... Nombre d'entre eux sont passés maîtres dans l'art de s'expatrier au loin... L'Epicéa, le Pin et les Sapins Les conifères, Sapins et Pins en particulier, utilisent une technique analogue. Lorsque le "fruit", ou le cône, souvent qualifié de "pomme de Pin", arrive à maturité, ses écailles s'ouvrent et laissent échapper de nombreuses graines. La morphologie de celles-ci leur permet, par temps agité, de se déplacer sur de grandes distances... Le Nénuphar Certaines plantes aquatiques, comme le Nénuphar jaune, ont peu de marge de manoeuvre pour se disséminer. Ils vivent dans les mares, les étangs et les cours d'eau au flux très lent. Leur fruit est une urne à la forme originale, rappelant celle d'un flacon. Cette urne renferme des graines capables de flotter quelque temps. Lorsque le fruit, trop âgé, se décompose dans l'eau, les graines sont libérées, et profitent de la moindre petite brise ou du moindre courant d'eau pour se faire véhiculer un peu plus loin, avant de sombrer au fond de l'eau. Là, elles pourront germer et contribuer au développement d'un nouveau pied de Nénuphar, et cela à quelques encablures de la plante d'origine... 4

5 17 min 02 s - 18 min 47 s 18 min 48 s - 22 min 08 s Le Houx, le Mûrier et le Fraisier Le Houx est une plante ligneuse qui produit, en hiver, des fruits rouges que l'on qualifie de "baies". Dans la nature, ce sont les oiseaux, comme les merles et les grives, qui sont responsables de la dissémination de la plante... Les graines contenues dans les baies ne sont pas digérées, mais rejetées en même temps que les fientes de l'oiseau. Elles profitent de ce milieu particulier, riche en engrais naturel, et du retour de la belle saison, pour germer là où l'oiseau se sera déchargé de ses déjections... Il en va de même pour les Mûriers, les Framboisiers et les Fraisiers sauvages. Les fruits produits par ces plantes sont comestibles. Mais ils renferment des éléments minuscules, des graines, parfois incluses dans un akène résistant. L'animal consommateur, que ce soit un renard ou un petit mammifère, ne digère que la partie charnue, et pas les graines. Ce n'est qu'un peu plus tard, et surtout plus loin, que les graines ingérées seront rejetées sur le sol, enveloppées par l'engrais naturel que forment les excréments de l'animal. Le reste n'est qu'une histoire de temps... Le Gui Le Gui est un cas tout à fait original. Installé sur les branches de certains arbres, il semble narguer le sol et les terriens. En effet, à l'opposé des autres végétaux chlorophylliens, on ne le trouve jamais enraciné dans le sol. Il semble n'avoir d'attirance que pour les rameaux de certains arbres, avec une préférence très marquée pour les peupliers, les saules et les pommiers. Dès la fin de l'automne, on peut apercevoir sur certains pieds de Gui, des petites boules blanches translucides : ce sont des fruits. Formés d'une substance visqueuse et particulièrement gluante, chaque fruit renferme une graine en forme de coeur. En hiver, certains oiseaux, comme les grives, viennent les consommer. Mais les graines ingérées résistent aux sucs digestifs de l'oiseau. Elles sont ensuite rejetées en chapelets reliés par des filaments de glu, en même temps que les excréments de l'oiseau. Pour parvenir à s'implanter sur un autre arbre, les graines du Gui vont avoir un véritable parcours du combattant à accomplir : - Il faudra d'abord espérer que la grive largue ses excréments au bon endroit, c'est-à-dire sur une branche, et non en plein vol. Sinon, l'histoire s'arrêtera là... 5

6 - Puis il faudra tenter d'échapper, jusqu'à l'été, aux mésanges et autres sittelles, qui raffolent des graines de Gui. - Enfin, seules les graines rescapées, tombées sur un rameau vigoureux et gorgé de sève, auront une chance de poursuivre leur aventure. Les autres périront, faute d'un milieu propice à l'implantation de l'embryon qu'elles renferment. Et quelques centimètres de plus ou de moins peuvent faire toute la différence entre celui qui survivra,... et celui qui ne survivra pas... Bref, les graines du Gui ont vraiment peu de chances de parvenir à se développer complètement. Mais lorsque cela marche, le jeune pied de Gui a une carrière toute tracée... En quelques années, il va se développer et prendre des proportions impressionnantes. Puis, lorsque viendra l'hiver, il produira de nouveaux fruits, et l'histoire pourra ainsi recommencer min 09 s - 23 min 10 s 23 min 11 s - 23 min 43 s 23 min 44 s - 25 min 11 s La Bardane, le Gaillet et la Carotte sauvage Enfin, les animaux à poils, et parfois aussi ceux qui portent des vêtements, comme les humains, peuvent servir de taxi aux fruits, et donc aux graines, de certaines espèces végétales. Là, le fruit présente des particularités étonnantes, comme chez la Bardane, qui inspira l'inventeur du Velcro... Mais d'autres espèces procèdent d'une façon analogue, comme la Carotte sauvage, ou le Gaillet Grateron, dont nous avons tous découvert, un jour ou l'autre, les fruits accrochés à nos lacets ou à nos chaussettes... Peupler un milieu en utilisant des spores Chez les plantes qui ne fabriquent pas de graines, s'implanter dans un nouveau milieu fait appel à des mécanismes un peu différents de ce qui existe chez les plantes à fleurs... L'Asplénium des murailles Sur ce mur de pierres sèches, des fougères de petite taille se sont installées spontanément dans la partie supérieure du mur. Comment ont-elles fait pour parvenir à cet endroit? L'observation de la face inférieure de leurs feuilles, comme c'est généralement le cas chez les fougères, permet de découvrir des petits paquets de boules sombres : il s'agit de sporanges. Au microscope, ces sporanges se révèlent être des petits sacs remplis d'éléments microscopiques, appelés "spores". L'ouverture des sporanges, qui s'effectue par temps sec, libère des millions 6

7 de spores. Celles-ci vont flotter quelque temps dans l'air, à l'instar des myriades de poussières qui peuplent le milieu aérien, et se déposer plus loin, et un peu n'importe où min 12 s - 27 min 52 s 27 min 53 s - 30 min 08 s La grande Prêle Sur le bord des routes, le long des talus, sur les terrains vagues, il n'est pas rare de rencontrer des plantes vertes constituées d'axes dressés, ornementés de verticilles plus ou moins longs. Ces végétaux à l'aspect original appartiennent au même groupe botanique que les fougères : ce sont des Prêles. A la fin de l'hiver, bien avant que les axes chlorophylliens soient apparus, la présence des prêles se traduit par l'émergence, à la surface du sol, d'axes courts terminés par une sorte d'épi. Observés de près, ces épis révèlent de nombreuses écailles, qualifiées d'écussons, sous lesquels on peut distinguer, avec un peu d'habitude, une poussière grisâtre. Cette matière pulvérulente, observée au microscope, montre que nous avons affaire, ici aussi, à des spores. Produits par millions, ces petits éléments microscopiques présentent une particularité originale : chaque spore de Prêle est ornementée de 4 sortes de "bras", qui s'ouvrent ou se replient en fonction du degré d'humidité de l'air. Ces bras sont qualifiés d'élatères. Comme pour les autres fougères, les millions de spores ainsi produites sont disséminées par le vent, et parfois sur d'énormes distances. Les pertes sont extrêmement nombreuses, et seules les quelques spores qui parviendront à tomber dans un milieu humide, propice à leur germination, auront une chance de voir leur histoire se poursuivre... Les Lichens Chacun d'entre nous s'est sans doute demandé, un jour, ce qu'étaient ces taches de teintes variées, dont la présence, sur certains rochers, les murs, les toits ou les troncs d'arbres, semble immuable. Leur aspect encroûtant et leur forme aplatie, plus rarement chevelue, sont plutôt déroutants. En réalité, ces structures énigmatiques sont des Lichens. Spécialistes des terrains difficiles, où le sol est absent, ces organismes font cependant partie du monde végétal. Leur extraordinaire résistance résulte d'une association, à bénéfices réciproques, entre un champignon et une algue verte microscopique : on parle aussi de symbiose. Très cosmopolites, c'est-à-dire très répandus dans l'environnement, les lichens colonisent le milieu avec une discrétion ex- 7

8 emplaire. Leur organes reproducteurs, appelés apothécies, ressemblent soit à des boutons minuscules, soit à des petites coupes, que seule une observation à la loupe permet de repérer avec certitude. Au microscope, une coupe transversale d'apothécie montre que les éléments disséminateurs du Lichen sont, comme chez les exemples précédents, des spores. Libérées en grand nombre à la face supérieure des apothécies, les spores sont entraînées au loin par le moindre courant d'air. Celles qui trouvent un milieu favorable engendrent de nouveaux pieds de lichens, d'abord minuscules, mais pour lesquels croissance et développement sont, avant tout, une question de patience et d'opiniâtreté min 09 s - 34 min 08 s Peupler un milieu sans graine ni spore Mais les plantes ne font pas toujours appel à leurs graines ou à leurs spores pour se répandre dans le milieu. Certaines emploient des techniques bien plus simples, et pourtant très efficaces. Les Iris, plantes aux grandes fleurs très colorées que l'on voit fleurir au mois d'avril-mai dans les jardins, produisent des fruits contenant des graines. Mais ils utilisent une technique efficace, bien que très discrète, pour multiplier leur nombre, et augmenter leur densité en un lieu donné. A la base des tiges et des feuilles, juste sous la surface du sol, existe une tige souterraine épaisse, bourrée de réserves, que l'on qualifie de rhizome. Cet organe particulier, que l'on voit ici dégagé de terre, porte des racines, et produit régulièrement à ses extrémités, des bourgeons. Ceux-ci se développent et donnent naissance, quelques décimètres plus loin, à de nouvelles feuilles. Lorsque le phénomène se perpétue pendant plusieurs années d'affilée, les Iris finissent par envahir tout l'espace disponible... Chez la Joubarbe, par exemple, les pieds adultes produisent, pendant une bonne partie de l'année, des tiges horizontales courtes, qui se développent à l'aisselle des feuilles, puis s'allongent peu à peu. A l'extrémité de ces axes apparaît une plante miniature, prête à se transformer en nouveau pied de Joubarbe. Ainsi, de proche en proche, la plante arrive-t-elle à se propager aux alentours de son lieu de naissance, et parfois même à recouvrir totalement un secteur de son milieu de vie. Chez les Fraisiers, cette aptitude à former des tiges rampantes, on les appelle des stolons, est parvenue à un degré d'efficacité extraordinaire. Pendant que les fleurs se transforment en 8

9 fraises, les pieds de Fraisier envoient des tiges rampantes explorer le voisinage proche : ces stolons, de couleur rouge, sont terminés par des bourgeons minuscules, qui finissent à s'enraciner tous seuls, à quelques dizaines de centimètres de la plante adulte. Ces nouveaux pieds grandissent, puis développent à leur tour des stolons, et en quelques mois est-il possible d'assister à une invasion de Fraisiers... Dans ces exemples que nous venons d'aborder, il existe un point commun et fondamental : dans chaque cas, ni les graines, ni les fruits ou les spores n'ont eu à intervenir : pour se multiplier, la plante d'origine ne fait que fabriquer un prolongement d'elle-même, qui reste attaché ou non à la plante-mère, mais qui suffit à transplanter le végétal un peu plus loin. Ce mode de reproduction, où il n'existe qu'un seul parent est une reproduction asexuée. Plus couramment, on parle de reproduction végétative. Elle est courante chez de nombreuses plantes à spores, tout comme chez les plantes à graines. 34 min 09 s - 38 min 40 s Conclusion Le peuplement d'un nouveau milieu ainsi que sa colonisation font donc appel, chez les plantes, à des mécanismes variés et souvent ingénieux. Les plantes n'ont pas, à l'instar des animaux, d'aptitude à se déplacer activement : elles restent tributaires des éléments naturels pour parvenir à se propager au loin. Le mode de dissémination le plus pratiqué, autant par les plantes à graines que les plantes à spores, est le transport aérien. Pour cela, les organes de dissémination se doivent d'être très petits et très légers, comme les spores. Mais ils peuvent aussi être plus volumineux et sont alors pourvus de structures favorisant la prise au vent : ce peuvent être des ailes membraneuses, comme chez de nombreux arbres, ou des aigrettes, sortes de touffes de poils qui permettent au fruit, l'organe détenteur des graines, d'être emporté par les courants d'air. Les distances de propagation peuvent alors être considérables, surtout si le vent est suffisamment fort... Certaines plantes, de par leur nature, vivent dans l'eau, et doivent donc utiliser ce milieu pour se propager alentour : leurs graines présentent alors une aptitude à la flottaison. D'autres enfin semblent avoir "compris" que les animaux pouvaient servir de taxi. Les graines sont incluses dans un fruit comestible, que les animaux consomment, sans toutefois savoir que les graines survivront aux sucs digestifs, et seront rejetées en même temps que leurs déjections. Dans d'autres cas de 9

10 figure, les fruits pourvus de crochets profitent du pelage des mammifères pour s'ancrer à celui-ci, mais aussi de la toilette de ce dernier pour se faire déposer un peu plus loin... Dans toutes ces situations, on peut remarquer que la production d'éléments disséminateurs, graines ou spores, se fait sans parcimonie : le trajet de ces éléments étant livré au hasard, les pertes sont immenses, et très peu de graines ou de spores parviennent à se déposer dans un milieu réellement favorable. Les espèces végétales doivent donc en produire des quantités faramineuses, pour avoir la chance que l'une ou l'autre réussisse à perpétuer l'espèce... Mais de très nombreuses plantes, qu'elles soient à graines ou à spores, ne se contentent pas de coloniser les milieux lointains. Nombre d'entre elles produisent aussi des tiges rampantes, souterraines ou non, destinées à envahir le milieu proche de la plante-mère. Ce mode de reproduction asexué, où il n'existe qu'un seul parent, ne permet qu'une expansion limitée du végétal dans son milieu de vie. Certaines plantes semblent cependant particulièrement douées pour le faire, au point de parvenir à interdire l'installation à toute autre espèce, histoire, peut-être, d'éliminer toute concurrence dans la lutte pour l'espace vital... Réf : Rue Jacques-Monod, ZI nº1, Nétreville, BP 1900, Evreux cedex, France Métropole - Tel : +33 (0) Fax : +33 (0) International - Tel : +33 (0) Fax : +33 (0) Minitel : 3614 JEULIN - Internet : svt@jeulin.fr SA au capital de RCS Evreux B Siret