Eléments de botanique Cours 12 Fruits et graines des Angiospermes 21/04/2016

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1 Eléments de botanique Cours 12 Fruits et graines des Angiospermes 21/04/2016 Bac1 sciences pharmaceutiques et sciences biologiques Denis Michez 1

2 Cours 1-2 Introduction générale Caractéristiques de la vie Caractéristiques des végétaux Métabolisme végétal Les premiers végétaux Cyanobactéries Eucaryotes: reproduction et cellule 2

3 Cours 3-5 Evolution et caractéristiques des végétaux eucaryotes Champignons Algues Métaphytes 3

4 Cours 6-9 Evolution et caractéristiques des métaphytes Bryophytes Ptéridophytes Spermatophytes Gymnospermes Angiospermes 4

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6 Cours Evolution et caractéristiques des Angiospermes Anatomie Histologie Fleurs Fruits 6

7 Chapitre 15 Fruits et graines 1. Formation des fruits et des graines Après la pollinisation et la fécondation : Les ovules se transforment en graines Les parois de l ovaire se transforment en fruit en protégeant les graines Intervention des hormones, auxine et gibbérellines dans la maturation des fruits 7

8 Anthère Graine germe Embryon Albumen Tégument grine Fleur du sporophyte mature Graine Ovaire Megaspore = gamétophyte mâle Albumen

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11 Chapitre 15 Fruits et graines 11

12 Chapitre 15 Fruits et graines 1. Formation des fruits et des graines Paroi du fruit en trois assises Epicarpe (ou exocarpe) Mésocarpe Endocarpe 12

13 Chapitre 15 Fruits et graines 1. Formation des fruits et des graines Paroi du fruit en trois assises Epicarpe (ou exocarpe) Mésocarpe Endocarpe + traces de la fleur! 13

14 Exception : fruit parthénocarpique Pas de fécondation! Courgette 14

15 Banane et kaki 15

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17 Chapitre 15 Fruits et graines 1. Formation des fruits et des graines Structure de la graine Téguments Embryon Matière de réserve (protéines, glucides ou lipides) 17

18 Seed coat Radicle Epicotyl Hypocotyl Cotyledons Graine exalbuminée (a) Common garden bean, a eudicot with thick cotyledons Seed coat Endosperm Cotyledons Epicotyl Hypocotyl Graine exalbuminée Radicle (b) Castor bean, a eudicot with thin cotyledons (c) Maize, a monocot Scutellum (cotyledon) Coleoptile Coleorhiza Pericarp fused with seed coat Endosperm Epicotyl Hypocotyl Radicle Graine albuminée

19 Chapitre 15 Fruits et graines Monocotylédones: Albumen Un cotylédon Tégument Albumen cotylédon coleoptile radicule

20 Chapitre 15 Fruits et graines Dicotylédones : Pas d albumen à maturité Deux cotylédons Tégument Premières feuilles Première racine Cotylédons

21 Chapitre 15 Fruits et graines Maïs Haricot Téguments Matière de réserve Embryon

22 Chapitre 15 Fruits et graines Fonction des structures de la graine: Albumen Nutrition de l embryon Albumen Cotylédon(s) Cotylédons Nutrition de l embryon

23 Chapitre 15 Fruits et graines

24 Chapitre 15 Fruits et graines 2. Types de fruits Classification selon l origine et le type de développement: Issu uniquement ou pas de l ovaire Issu d un ovaire ou de plusieurs Issu d une fleur ou d une inflorescence Charnu ou sec Déhiscent ou pas 24

25 Fruit simple Fruit multiple Faux fruit Fruit composé

26 Fruit simple Fruit multiple Faux fruit Fruit composé

27 Chapitre 15 Fruits et graines 2. Types de fruits, Origine du fruit Vrai fruit : uniquement développement de l ovaire Faux fruit : développement de l ovaire et d une autre partie de la fleur et/ou de l inflorescence Vrai fruit 27

28 Chapitre 15 Fruits et graines Ovaire infère qui se développe avec le réceptacle 28

29 29

30 La FRAISE

31 Chapitre 15 Fruits, faux-fruits Poires et amélanchiers

32 Fruit simple Fruit multiple Faux fruit Fruit composé

33 Chapitre 15 Fruits 2. Types de fruits Origine du fruit Une seule fleur et un seul carpelle : fruit simple Une seule fleur et plusieurs carpelle : fruit multiple Plusieurs fleurs : fruit composé 33

34 Schéma global d'une fleur dont le gynécée est formé de plusieurs carpelles libres. Un poly-akène. Chaque carpelle est transformé en un akène. C'est le cas des renoncules. Une poly-drupe. Chaque carpelle est transformé en une petite drupe, fruit charnu dont l'endocarpe est lignifié (noyau). C'est le cas des framboises et des mûres de la ronce. Le cas de la fraise : le réceptacle s'est développé énormément. Les akènes, tout petits, sont portés par le réceptacle.

35 Le fruit de l ananas correspond à l'ensemble d'une inflorescence devenue charnue. L'axe de l'inflorescence, les bractées florales et les ovaires infères des différentes fleurs sont soudées. Une fleur

36 Chapitre 15 Fruits, fruits multiples et composés

37 Chapitre 15 Fruits, fruits multiples et composés Epis de maïs

38 Fruit simple Fruit multiple Faux fruit Fruit composé

39 Chapitre 15 Fruits 2. Types de fruits Structure du fruit simple Charnu Sec Péricarpe sec et imperméable Péricarpe charnu avec matière de réserve 39

40 Fruit simple Fruit multiple Faux fruit Fruit composé

41 Chapitre 15 Fruits 2. Types de fruits Fruits secs Déhiscent Indéhiscent Plusieurs graines Une seule graine 41

42 Fruit simple Fruit multiple Faux fruit Fruit composé

43 Chapitre 15 Fruits 2. Types de fruits Fruits secs déhiscent 1 seul carpelle et une fente de déhiscence : Follicule 1 seul carpelle et deux fentes de déhiscence : Gousse 43

44 Chapitre 15 Fruits Follicules et gousses A : les follicules et les gousses sont constitués d'un seul carpelle fermé, dont les bords sont soudés au niveau des placentas qui portent les graines. B : un follicule s'ouvre par une seule fente de déhiscence située au niveau de la suture placentaire. C : une gousse s'ouvre par deux fentes de déhiscence, l'une située au niveau de la suture placentaire et l'autre au niveau de la nervure médiane du carpelle.

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46 Le GENÊT: une gousse Le PETIT POIS : un exemple de gousse

47 Gousses de Fabaceae 47

48 Chapitre 15 Fruits 2. Types de fruits Fruits secs déhiscent Deux carpelles: Silique et silicule Plus de deux carpelles : capsules 48

49 La MONNAIE DU PAPE OU LUNAIRE : une silicule Typique des Brassicaceae Les deux valves se trouvent à gauche et à droite. Au milieu : la cloison surnuméraire parcheminée. Les graines sont attachées sur le bord de cette cloison (cadre placentaire) par le funicule. Silique st silicule = L'ouverture se fait par quatre fentes de déhiscence

50 Chapitre 15 Fruits 2. Types de fruits Capsules Déhiscence poricide Déhiscence loculicide Déhiscence denticide Déhiscence septifrage Déhiscence transversale 50

51 Schizocarpique Denticide Septifrage Loculicide Poricide Transversale Déhiscence suturale Déhiscence dorsale

52 Le COQUELICOT : une capsule poricide L ouverture se fait par de multiple sfentes ou pores.

53 Fente de déhiscence L iris: une capsule loculicide

54 Fruit simple Fruit multiple Faux fruit Fruit composé

55 Chapitre 15 Fruits 2. Types de fruits Fruits secs indéhiscents Caryopse Akène Akène avec aile : Samare Dérivé des fruits déhiscent! 55

56 Chapitre 15 Fruits Akène: Le péricarpe sec enveloppe une seule loge (ovaire uniloculaire) qui ne contient qu'une seule graine. C'est l'akène qui est disséminé avec la graine qu'il contient. Ovaire uniloculaire contenant un ovule. Akène, fruit sec uniloculaire contenant une graine. Ce type de fruit peut être réalisé à partir d'ovaires formés de plusieurs carpelles dont un seul se développe. Une fleur peut comporter un seul ou plusieurs carpelles. Lorsque chacun d'eux se développe en akène, on obtient des diakènes (Ombellifères), ou des tétrakènes (Labiées). En général, ces associations d'akènes se séparent à maturité.

57 Le GLAND : un akène

58 La CHÂTAIGNE : un akène Fruit Bogue = Bractée différenciée en structure de protection Péricarpe

59 Chapitre 15 Fruits La SAMARE de L'ERABLE : un akène ailé Section transversale. Chaque akène contient une graine. Ici la paroi de l'akène de gauche a été enlevée, montrant la graine.

60 Chapitre 15 Fruits Carypose = Fruit des Graminées (voir : caryopse de maïs et de blé). C'est un akène dans lequel la graine n'est pas libre. Le tégument de la graine est soudé au péricarpe du fruit. C'est donc le caryopse qui est utilisé comme semence. Caryopse de maïs vu de face. On observe l'embryon par transparence.

61 Caryopse de maïs vu en coupe longitudinale. Le trait noir externe correspond au péricarpe du fruit soudé au tégument de la graine. L'intérieur correspond à la graine (albumen et embryon).

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63 Fruit simple Fruit multiple Faux fruit Fruit composé

64 Chapitre 15 Fruits 2. Types de fruits Fruit charnu Endocarpe induré : Drupe Fruit complètement charnu : Baie Epicarpe cireux: Hespéride 64

65 Chapitre 15 Fruits, baies Exemple de baie : la tomate. Le péricarpe est entièrement charnu. Le poivron, le kiwi et le raisin

66 Chapitre 15 Fruits, baies

67 Chapitre 15 Fruits, baies Concombre, pastèque et melon

68 Chapitre 15 Fruits, drupes La noix. La pêche. La partie moyenne du péricarpe (mésocarpe) est charnue. La partie interne (endocarpe) est lignifiée et forme un noyau dans lequel on trouve une ou plusieurs graines.

69 Chapitre 15 Fruits, hespérides Orange, citron jaune et citron vert

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71 Chapitre 15 Fruits et graines 3. Dissémination Une fois que la graine et le fruit sont formés, le jeune embryon doit s éloigner des parents pour éviter la compétition et coloniser de nouveaux milieux Différents vecteurs de dissémination: Vent Eau Animaux Auto-dissémination Structures adaptées! 71

72 Chapitre 15 Fruits et graines 3. Dissémination, par le vent (Anémochorie) Mécanisme Fruit ou graine portés par le vent Structures adaptatives Très petites graines Aile Parachute 72

73 Chapitre 15 Fruits et graines Ailes Parachute Aile Buisson

74 Dissémination par le vent Dissémination «passive»

75 Dissémination par le vent Dissémination «active»

76 Dissémination par le vent Parachutes des Asteraceae Issu du développement du calice Chardon Pissenlit

77 Clématite des haies Fleurs Agent de dispersion Ensemble de fruits Issu du développement du style Akène contenant une graine

78 Dissémination par le vent Aile Issu du développement de bractée Bouleau Frêne

79 Chapitre 15 Fruits et graines 3. Dissémination, par l eau (Hydrochorie) Mécanisme Fruit flotte sur l eau Structures adaptatives Tissus lacuneux dans le fruit 79

80 Dissémination par l eau

81 Mangrove

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83 Chapitre 15 Fruits et graines 3. Dissémination, par les animaux (Zoochorie) Mécanisme Fruits attractifs (Endozoochorie et Myrmécochorie) Fruits collants (Epizoochorie) Structures adaptatives Tissus charnus Structures accrocheuses 83

84 Dissémination par les animaux Épizoochorie passive (Bardane, aigremoine. Épizoochorie Active (bourrache, Chélidoine. endozoochorie (morelle, sorbier des oiseleurs.

85 Dissémination par les animaux Dispersal by Animals Barbed fruit Seeds in feces Seeds carried to ant nest Seeds buried in caches

86 Dissémination par les animaux Fruits comestibles et passent dans le système digestif Oiseaux et mammifères

87 Dissémination par les animaux

88 Dissémination par les animaux

89 Dissémination par les animaux

90 Eglantier Agent de dispersion Fleurs CYNORRHODONS Fruit complexe akène Chaque akène contient une graine

91 Dissémination par les animaux Fruits qui collent aux fourrures

92 Forme de dissémination Bardane L akène contient une graine fleur Bractées crochues Emplacement des akènes Croquis Thomé - Flora von Deutschland, Österreich und der Schweiz

93 Agent de dispersion L inventeur du velcro s est inspiré des propriétés de la bardane photography.qj.net/index.php?bgid=367

94 Dissémination par les animaux Gratteron

95 Chapitre 15 Fruits et graines 3. Dissémination, par eux-mêmes (Autochorie) Mécanisme Fruit sec explose seul ou par contact Les graines sont expédiées au loin Structures adaptatives Tension mécanique ou hydrolique 95

96 Dissémination ballistique Balsamine

97 Balsamine Fleurs de balsamine Capsules de balsamine remplies de graines.

98 Squirting Cucumber Pressure builds inside of the fruit until it finally pops off of the stem. Juices with slippery seeds squirt out.

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100 Pour chacun des exemples suivants, noter le type de fruit correspondant et le type de dissémination

101 L'ABRICOT :

102 La NOIX :

103 L'ORANGE Coupe transversale et schéma explicatif : l'épicarpe (zeste) contient de nombreuses glandes à essences. Le mésocarpe blanc a une consistance spongieuse. L'endocarpe (épiderme interne d'un carpelle) émet des poils succulents qui remplissent l'intérieur des loges carpellaires.

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105 Le CHOU

106 La BANANE

107 Le BLE

108 Le CYNORRHODON

109 La SAMARE de L'ERABLE

110 La POIRE

111 Réponses Abricot Noix Orange Chou Banane Blé Cynorrhodon ( Eglantier ) Fruit charnu pourvu d un noyau : Drupe Fruit charnu pourvu d un noyau : Drupe Fruit simple charnu avec exocarpe cireux : Hespéride Fruit sec à 4 fentes de déhiscences : Silique Fruit charnu avec des pépins non développés : Baie parthénocarpique Fruit sec indéhiscent des graminées : Caryopse Fruit formé par une autre partie que le carpelle ET à plusieurs akènes : Faux fruit. Samare ( Erable ) Poire Fruit sec indéhiscent : Akène Faux fruit

112 Questions Quels sont les différents types de fruit et leurs caractéristiques? Qu est-ce qu une capsule? Quels sont les différents mode de dissémination des graines et des fruits? Comparez les interactions plantes-animaux de la pollinisation et la dissémination? Schématiser un fruit et ses différentes structures.