Les grains de pollen prennent une gamme infinie de formes fascinantes avec toutes sortes de textures et de caractéristiques. Dan Kitwood/Getty Les plantes ont développé le pollen comme moyen de reproduction il y a plus de 375 millions d'années, et depuis, ils n'ont pas regardé en arrière [source :Dunn]. Une grande partie de la vie végétale qui s'est répandue partout sur la planète aujourd'hui affiche cette ingéniosité évolutive. La principale raison pour laquelle le pollen - et par extension le processus de pollinisation - est si important, est parce que cela signifie que les plantes n'ont pas à dépendre de l'eau pour transporter les composants biologiques nécessaires à la fertilisation. Les plantes qui portent du pollen ont également tendance à offrir une protection à leur progéniture après la fécondation sous forme de graines dures - et dans certains cas, ces graines sont même nichées dans des fruits charnus.
Les grains de pollen sont, en substance, sperme végétal. Ou peut-être plus techniquement, berlines de sperme. À l'intérieur, ils contiennent la partie mâle de l'ADN nécessaire à la reproduction des plantes. Il y a une grande variation en ce qui concerne la taille des grains de pollen, et il n'y a aucune corrélation entre la taille de la plante et la taille du pollen qu'elle produit. Les grandes plantes peuvent générer certains des plus petits grains de pollen, tandis que les petites plantes peuvent produire du pollen qui fait honte à ceux-ci. Les grains de pollen peuvent ne pas ressembler à grand-chose; à l'oeil nu, ils ressemblent souvent à des points poussiéreux, mais en y regardant de plus près, ils prennent une gamme infinie de formes fascinantes avec toutes sortes de textures et de caractéristiques.
Qu'elles soient coniques, sphérique, cylindrique ou une autre forme fantastique, beaucoup de grains de pollen ressemblent à autre chose, que ce soit du corail, succulent, coquillage ou anémone de mer. Certains grains sont parsemés de petites pointes; d'autres ont des surfaces en forme de toile. Encore plus apparaissent enchâssés dans des enchevêtrements de cordes, tandis que d'autres arborent des fossettes délicates ou ont des côtes qui ressemblent aux rayures d'une pastèque.
Bon nombre de ces adaptations uniques doivent aider le pollen à se rendre là où il doit aller, à savoir, homologue femelle de sa propre espèce. Les caractéristiques de surface aident les grains à s'accrocher à différents modes de transport, comme les plumes d'oiseaux, pattes d'abeilles ou fourrure animale. Ou ils aident le pollen à naviguer dans les airs sur des appendices qui ressemblent à des ailes d'avion ou à des montgolfières. Certaines de ces caractéristiques aident même un grain de pollen à bien fonctionner lorsqu'il atteint sa destination. Nous discuterons de ce qui se passe lorsque cet heureux événement se produit à la page suivante.
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Les textures de surface sur les grains de pollen peuvent les aider à se fixer sur les pollinisateurs mobiles. De la même manière, les plantes sont souvent collantes ou plumeuses au niveau de leurs parties réceptrices respectives, pour s'assurer qu'ils peuvent piéger le pollen qui passe sur leur chemin. iStockphoto/Thinkstock Dans la plupart des plantes productrices de pollen, un grain de pollen termine avec succès son voyage lorsqu'il passe de la partie mâle d'un spécimen végétal à la partie femelle correspondante. Idéalement, il trouve son chemin vers une plante entièrement différente pour augmenter l'allogamie née de la pollinisation croisée. Ce n'est pas toujours une exigence stricte et rapide, cependant, bien qu'il soit important de noter que de nombreuses espèces végétales ont des moyens d'empêcher une plante particulière de se polliniser. Certains sont même génétiquement auto-incompatibles.
Une fois qu'un grain de pollen atteint la partie femelle de la plante, dans la plupart des cas un ovule , l'un des spermatozoïdes chanceux (généralement sur deux) logé dans le pollen fertilisera l'ovule à l'intérieur. Après la fécondation, l'ovule se développera progressivement en une graine, et cette graine transportera sa plante embryonnaire vers une nouvelle maison.
Les plantes qui suivent cette voie de reproduction de base sont appelées gymnospermes . Arbres qui ont des pommes de pin et des structures de reproduction similaires, comme c'est le cas pour la plupart des conifères, sont des exemples de gymnospermes. Regardons de plus près conifères , les gymnospermes les plus nombreux et les plus répandus sur Terre aujourd'hui, et les pins en particulier, car ils font partie des espèces les plus familières.
Les pommes de pin se présentent généralement en variétés mâles et femelles, et ils peuvent être de toutes sortes de formes, textures et tailles, selon les espèces. On fait le pollen, et l'autre le reçoit. Une fois qu'un grain de pollen arrive à un ovule - adhérant généralement à l'aide d'une substance collante produite par la pomme de pin femelle - il absorbe l'eau, germe et commence à pousser lentement un Tube de pollen afin de placer le sperme nouvellement généré à l'intérieur. La fécondation se produit, et une graine finit par se former. Le temps qu'il faut pour que le processus global se termine varie considérablement; dans de nombreuses essences de pin, le processus de pollinisation prend plus d'un an du début à la fin. Une fois terminé, la graine est libérée du cône, de voyager sur son chemin.
Mais bien que le développement du processus de pollinisation ait été révolutionnaire, il y avait encore des problèmes qui pouvaient être réglés. Sur la page suivante, nous allons jeter un œil aux plantes qui ont extrait le fer évolutif et rendu la méthode beaucoup plus fiable.
Alerte à l'allergieDe nombreuses personnes souffrent de rhinite allergique , et le pollen est un grand contributeur. Différentes espèces végétales produisent différents pollens, et ces différents pollens sont composés de différents buffets de protéines. Certaines de ces protéines provoquent un surmenage du système immunitaire des personnes allergiques.
Dans cette fleur, l'étamine sonne le carpelle, dont les portions de stigmatisation et de style sont toutes deux visibles. iStockphoto/Thinkstock Certaines plantes -- la angiospermes -- évolué pour aller plus loin dans le processus de pollinisation. Ce sont les plantes à fleurs, et non seulement ils produisent des graines, elles fleurissent également et produisent des fruits protecteurs. Ces filets de sécurité pour la reproduction sont également plus efficaces pour attirer les organismes mobiles afin de les aider à terminer avec succès leur cycle de vie ; En réalité, beaucoup ont évolué en tandem avec les créatures qui pilotent le processus de pollinisation. Au niveau des espèces, les angiospermes sont le type le plus prolifique; de nombreuses espèces d'arbres et d'arbustes, avec toutes sortes de fruits, les légume, céréales, les cactus et les fleurs sauvages sont considérés comme des angiospermes [source :Raven].
Voyons donc comment cela fonctionne dans votre fleur typique et approfondissons un peu le développement du pollen en général. Les grains de pollen sont créés par le processus de méiose , au cours de laquelle les cellules se divisent et se multiplient. Les grains de pollen sont souvent situés dans des sacs polliniques aux extrémités des étamine (les parties mâles de la fleur), qui entourent généralement le carpelle (les parties femelles de la fleur). L'étamine se présente généralement en deux sections :l'étamine bilobée anthère , qui abritent les sacs à pollen, et le filament , la tige sur laquelle se perche l'anthère. Chaque grain développe progressivement une paroi extérieure dure pour l'abriter pendant son voyage.
Une fois déposé à destination, des grains de pollen se déposent sur une fleur stigmate -- l'entrée de l'ovaire. Comme avec les gymnospermes, la germination et la formation du tube pollinique suivent la fécondation, mais cette fois les deux spermatozoïdes sont utilisés. Pendant que l'on féconde l'ovule, l'autre est chargé de féconder une autre cellule qui se développera dans le endosperme , c'est ce que consomment les embryons de plantes en croissance avant et pendant le processus de germination.
Différentes fleurs poussent dans différentes configurations, et tandis que beaucoup, en fait la majorité des angiospermes, portent à la fois les composants de l'étamine et du carpe, certains ne le font pas. Pour ces espèces, les parties reproductrices mâles et femelles peuvent être trouvées sur différentes fleurs de la même plante, de la même manière que le nombre de pommes de pin des gymnospermes est généralement configuré. Ou, dans certains cas, chaque spécimen de plante particulier peut présenter seulement l'un ou l'autre, varier légèrement le processus.
Le pollen peut être transporté par le vent, transporté par l'eau ou transporté par toute sorte de créatures, qu'elles soient des abeilles, coléoptères, oiseaux ou chauves-souris, et déposé sur la partie reproductrice femelle d'une autre fleur. Cela peut sembler assez aléatoire, et c'est, c'est pourquoi les plantes - en particulier les gymnospermes - produisent beaucoup de pollen.
Pour que les plantes réussissent à répandre leur pollen, beaucoup ont coévolué avec d'autres créatures pour faire le travail plus fréquemment et plus efficacement. Cela s'est produit de plusieurs façons. Avec des plantes fleuries, par exemple, ceux avec le pollen le plus savoureux étaient plus susceptibles d'attirer les pollinisateurs, c'étaient donc eux qui avaient le plus de chances de propager leur espèce. Les plantes à fleurs tirent également parti de la forme, couleur et parfum pour attirer plus de clients, parfois d'une manière qui peut sembler surprenante. De nombreuses espèces de coléoptères sont attirées par les fleurs qui produisent des parfums que nous considérerions comme très peu attrayants. Certaines de ces plantes, parmi eux le philodendron commun de la maison, attirer les coléoptères en se réchauffant par une réaction chimique. Cela leur fait produire une odeur rappelant celle de la matière organique en décomposition, auquel les coléoptères sont naturellement attirés. Une usine de Sumatra, connue sous le nom de langue du diable, sent si nauséabonde qu'il aurait fait perdre connaissance. C'est pollinisateur ? Une espèce de coléoptère charognard.
Les fleurs aux couleurs vives sont les plus susceptibles d'attirer les créatures diurnes, tandis que les blancs ou jaune clair sont plus susceptibles d'être repérés par les animaux nocturnes. Il y a aussi la production de nectar. De nombreux pollinisateurs compétents, comme les abeilles, les chauves-souris et les colibris se nourrissent de nectar, donc avoir des coupes à nectar adaptées aux pièces buccales des pollinisateurs était une autre spécialisation importante à développer. Dernièrement, le positionnement des parties sexuées des plantes a évolué, trop. Les spécimens dont la disposition correspondait le mieux aux habitudes alimentaires d'un pollinisateur potentiel ont eu le plus de succès. Ainsi, les étamines qui étaient les plus susceptibles d'être frôlées par un pollinisateur - et donc plus susceptibles d'être balayées et emportées - étaient les mieux placées pour la persévérance évolutive.
Les genoux de l'abeilleLes abeilles sont un excellent exemple de co-évolution en action et ce sont des pollinisateurs extrêmement importants. Ils consomment du nectar et du pollen, ramassant les deux pendant qu'ils butinent. Les fleurs ont évolué vers une couleur spécifique, des combinaisons de parfums et de formes qui les rendent attrayantes et accessibles aux abeilles (et souvent peu attrayantes ou inaccessibles à leurs concurrents). Les abeilles ont remboursé ces fleurs en faisant évoluer des parties spécifiques du corps qui les rendent plus efficaces pour collecter – et transmettre par inadvertance certaines portions de – pollen lorsqu'elles font leur ronde.
Les abeilles, avec d'autres créatures, sont des pollinisateurs importants et très adaptés. iStockphoto/Thinkstock Les plantes, le pollen et les pollinisateurs sont évidemment d'une grande importance pour l'homme. Les gens ont sûrement transmis la connaissance des plantes tout au long de la longue évolution de notre espèce, mais quelques 11, il y a 000 ans, nous avons radicalement changé le jeu [source :Starr]. C'est à peu près à l'époque où les gens ont commencé à domestiquer les plantes cultivées - en sélectionnant des spécimens préférés de races sauvages et en les cultivant pour certains attributs souhaitables comme un rendement élevé, résistance aux ravageurs ou tolérance à la chaleur. Avance rapide jusqu'à aujourd'hui, et nos méthodes de production végétale ont de nouveau fait un bond en avant spectaculaire depuis ces premiers débuts. Maintenant, de nombreuses cultures sont des organismes génétiquement modifiés, ou OGM, et notre altération artificielle a laissé beaucoup de gens se demander quel impact cela aura sur les organismes naturellement évolués.
Les scientifiques étudient si et dans quelles circonstances les cultures OGM ont le potentiel de se croiser avec les cultures conventionnelles, ainsi que les espèces apparentées. Une étude menée en Afrique, un domaine où les OGM pourraient avoir un impact considérable, déterminé que les abeilles s'y aventurent à près de 4 miles (3 kilomètres) du nid tout en cherchant leur nourriture [source:Science Daily]. Une telle gamme pourrait permettre aux transgènes des cultures OGM introduites de s'infiltrer dans les espèces sauvages. Afin de contrôler les cas de pollinisation croisée, des organismes internationaux comme le Bureau européen de la coexistence prônent certaines mesures d'isolement. Ceux-ci incluent des étapes spatiales et temporelles; en d'autres termes, planter des cultures à certaines distances des plantes qui pourraient être allogames, ainsi que le calendrier de ces plantations pour que l'espèce fleurisse à différents moments de l'année.
Le pollen est également utile à étudier pour d'autres raisons. En prélevant des carottes, scientifiques spécialisés dans les domaines de la palynologie - l'étude des pollens, les spores et la vie végétale microscopique similaire - peuvent avoir une bonne idée des plantes qui prévalaient à différentes époques de l'histoire de la Terre. Par exemple, le pollen et d'autres palynomorphes peuvent aider à déterminer quand la culture agricole commence ou s'arrête dans une certaine zone, lorsqu'une étendue de terre était boisée ou en prairie, ou lorsque des changements climatiques se sont produits.
Sur la page suivante, apprenez-en plus sur le pollen et sur ce qu'il faut faire lorsqu'il commence à éternuer.
