Eléments de botanique Cours 12 Fruits et graines des Angiospermes 21/04/2016 Bac1 sciences pharmaceutiques et sciences biologiques Denis Michez Denis.michez@umons.ac.be 1
Cours 1-2 Introduction générale Caractéristiques de la vie Caractéristiques des végétaux Métabolisme végétal Les premiers végétaux Cyanobactéries Eucaryotes: reproduction et cellule 2
Cours 3-5 Evolution et caractéristiques des végétaux eucaryotes Champignons Algues Métaphytes 3
Cours 6-9 Evolution et caractéristiques des métaphytes Bryophytes Ptéridophytes Spermatophytes Gymnospermes Angiospermes 4
Cours 10-12 Evolution et caractéristiques des Angiospermes Anatomie Histologie Fleurs Fruits 6
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
Anthère Graine germe Embryon Albumen Tégument grine Fleur du sporophyte mature Graine Ovaire Megaspore = gamétophyte mâle Albumen
Chapitre 15 Fruits et graines 11
Chapitre 15 Fruits et graines 1. Formation des fruits et des graines Paroi du fruit en trois assises Epicarpe (ou exocarpe) Mésocarpe Endocarpe 12
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
Exception : fruit parthénocarpique Pas de fécondation! Courgette 14
Banane et kaki 15
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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
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
Chapitre 15 Fruits et graines Monocotylédones: Albumen Un cotylédon Tégument Albumen cotylédon coleoptile radicule
Chapitre 15 Fruits et graines Dicotylédones : Pas d albumen à maturité Deux cotylédons Tégument Premières feuilles Première racine Cotylédons
Chapitre 15 Fruits et graines Maïs Haricot Téguments Matière de réserve Embryon
Chapitre 15 Fruits et graines Fonction des structures de la graine: Albumen Nutrition de l embryon Albumen Cotylédon(s) Cotylédons Nutrition de l embryon
Chapitre 15 Fruits et graines
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
Fruit simple Fruit multiple Faux fruit Fruit composé
Fruit simple Fruit multiple Faux fruit Fruit composé
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
Chapitre 15 Fruits et graines Ovaire infère qui se développe avec le réceptacle 28
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La FRAISE
Chapitre 15 Fruits, faux-fruits Poires et amélanchiers
Fruit simple Fruit multiple Faux fruit Fruit composé
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
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.
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
Chapitre 15 Fruits, fruits multiples et composés
Chapitre 15 Fruits, fruits multiples et composés Epis de maïs
Fruit simple Fruit multiple Faux fruit Fruit composé
Chapitre 15 Fruits 2. Types de fruits Structure du fruit simple Charnu Sec Péricarpe sec et imperméable Péricarpe charnu avec matière de réserve 39
Fruit simple Fruit multiple Faux fruit Fruit composé
Chapitre 15 Fruits 2. Types de fruits Fruits secs Déhiscent Indéhiscent Plusieurs graines Une seule graine 41
Fruit simple Fruit multiple Faux fruit Fruit composé
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
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.
Le GENÊT: une gousse Le PETIT POIS : un exemple de gousse
Gousses de Fabaceae 47
Chapitre 15 Fruits 2. Types de fruits Fruits secs déhiscent Deux carpelles: Silique et silicule Plus de deux carpelles : capsules 48
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
Chapitre 15 Fruits 2. Types de fruits Capsules Déhiscence poricide Déhiscence loculicide Déhiscence denticide Déhiscence septifrage Déhiscence transversale 50
Schizocarpique Denticide Septifrage Loculicide Poricide Transversale Déhiscence suturale Déhiscence dorsale
Le COQUELICOT : une capsule poricide L ouverture se fait par de multiple sfentes ou pores.
Fente de déhiscence L iris: une capsule loculicide
Fruit simple Fruit multiple Faux fruit Fruit composé
Chapitre 15 Fruits 2. Types de fruits Fruits secs indéhiscents Caryopse Akène Akène avec aile : Samare Dérivé des fruits déhiscent! 55
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.
Le GLAND : un akène
La CHÂTAIGNE : un akène Fruit Bogue = Bractée différenciée en structure de protection Péricarpe
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.
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.
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).
Fruit simple Fruit multiple Faux fruit Fruit composé
Chapitre 15 Fruits 2. Types de fruits Fruit charnu Endocarpe induré : Drupe Fruit complètement charnu : Baie Epicarpe cireux: Hespéride 64
Chapitre 15 Fruits, baies Exemple de baie : la tomate. Le péricarpe est entièrement charnu. Le poivron, le kiwi et le raisin
Chapitre 15 Fruits, baies
Chapitre 15 Fruits, baies Concombre, pastèque et melon
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.
Chapitre 15 Fruits, hespérides Orange, citron jaune et citron vert
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
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
Chapitre 15 Fruits et graines Ailes Parachute Aile Buisson
Dissémination par le vent Dissémination «passive»
Dissémination par le vent Dissémination «active»
Dissémination par le vent Parachutes des Asteraceae Issu du développement du calice Chardon Pissenlit
Clématite des haies Fleurs Agent de dispersion Ensemble de fruits Issu du développement du style Akène contenant une graine
Dissémination par le vent Aile Issu du développement de bractée Bouleau Frêne
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
Dissémination par l eau
Mangrove
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
Dissémination par les animaux Épizoochorie passive (Bardane, aigremoine. Épizoochorie Active (bourrache, Chélidoine. endozoochorie (morelle, sorbier des oiseleurs.
Dissémination par les animaux Dispersal by Animals Barbed fruit Seeds in feces Seeds carried to ant nest Seeds buried in caches
Dissémination par les animaux Fruits comestibles et passent dans le système digestif Oiseaux et mammifères
Dissémination par les animaux
Dissémination par les animaux
Dissémination par les animaux
Eglantier Agent de dispersion Fleurs CYNORRHODONS Fruit complexe akène Chaque akène contient une graine
Dissémination par les animaux Fruits qui collent aux fourrures
Forme de dissémination Bardane L akène contient une graine fleur Bractées crochues Emplacement des akènes Croquis Thomé - Flora von Deutschland, Österreich und der Schweiz
Agent de dispersion L inventeur du velcro s est inspiré des propriétés de la bardane www.velcrotex.ch/historique.php photography.qj.net/index.php?bgid=367 www.velcrotex.ch/historique.php
Dissémination par les animaux Gratteron
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
Dissémination ballistique Balsamine
Balsamine Fleurs de balsamine Capsules de balsamine remplies de graines.
Squirting Cucumber Pressure builds inside of the fruit until it finally pops off of the stem. Juices with slippery seeds squirt out.
https://www.youtube.com/watch?v=woihzl2h9a8
Pour chacun des exemples suivants, noter le type de fruit correspondant et le type de dissémination
L'ABRICOT :
La NOIX :
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.
Le CHOU
La BANANE
Le BLE
Le CYNORRHODON
La SAMARE de L'ERABLE
La POIRE
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
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.