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Eléments de botanique

Cours 12

Fruits et graines des Angiospermes

04/05/2017

Bac1 sciences pharmaceutiques et sciences biologiques

Denis Michez

Denis.michez@umons.ac.be

1

Introduction générale

Caractéristiques de la vie

Caractéristiques des végétaux

Métabolisme végétal

Les premiers végétaux

Cyanobactéries

Eucaryotes: reproduction et cellule

2

Cours 1-2

Evolution et caractéristiques des végétaux

eucaryotes

Champignons

Algues

Métaphytes

3

Cours 3-5

Evolution et caractéristiques des métaphytes

Bryophytes

Ptéridophytes

Spermatophytes

Gymnospermes

Angiospermes

4

Cours 6-9

Evolution et caractéristiques des Angiospermes

Anatomie

Histologie

Fleurs

Fruits

6

Cours 10-12

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

Anthère

= gamétophyte

mâleFleur du

sporophyte

mature Ovaire

Megaspore

Albumen

Graine

Embryon

Albumen

Tégument

grine

Graine

germe

11

Chapitre 15 – Fruits et graines

12

Chapitre 15 – Fruits et graines

1. Formation des fruits et des graines

Paroi du fruit en trois assises

• Epicarpe (ou exocarpe)

• Mésocarpe

• Endocarpe

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 !

14

Exception : fruit

parthénocarpique

Pas de fécondation !

Courgette

15

Banane et kaki

16

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)

Chapitre 15 – Fruits et graines

Epicotyl

Hypocotyl

Cotyledons

Radicle

Seed coat

Seed coat

Endosperm

(a) Common garden bean, a eudicot with thick cotyledons

Cotyledons

Epicotyl

Hypocotyl

Radicle

(b) Castor bean, a eudicot with thin cotyledons

(c) Maize, a monocot

Scutellum(cotyledon)

Pericarp fusedwith seed coat

Endosperm

Epicotyl

Hypocotyl

Coleoptile

RadicleColeorhiza

Graine

exalbuminée

Graine

exalbuminée

Graine

albuminée

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

25

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

Fruit

simple

Fruit

multiple

Faux

fruit

Fruit

composé

Fruit

simple

Fruit

multiple

Faux

fruit

Fruit

composé

28

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

29

Chapitre 15 – Fruits et graines

Ovaire infère qui se

développe avec le réceptacle

30

La FRAISE

Chapitre 15 – Fruits, faux-fruits

Poires et amélanchiers

Fruit

simple

Fruit

multiple

Faux

fruit

Fruit

composé

34

Chapitre 15 – Fruits

2. Types de fruits

Origine du fruit

• Une seule fleur et un seul

carpelle : fruit simple

• Une seule fleur et plusieurs

carpelles : fruit multiple

• Plusieurs fleurs : fruit

composé

Schéma global d'une fleur dont le gynécée est formé de plusieurs carpelles libres.

Le cas de la fraise : le réceptacle s'est développé énormément. Les akènes, tout petits, sont portés par le réceptacle.

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 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

40

Chapitre 15 – Fruits

2. Types de fruits

Structure du fruit simple

• Charnu

• Sec

Péricarpe sec et

imperméable

Péricarpe charnu

avec matière de

réserve

Fruit

simple

Fruit

multiple

Faux

fruit

Fruit

composé

42

Chapitre 15 – Fruits

2. Types de fruits

Fruits secs

• Déhiscent

• Indéhiscent

Plusieurs graines

Une seule graine

Fruit

simple

Fruit

multiple

Faux

fruit

Fruit

composé

44

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

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.

Chapitre 15 – Fruits

Le GENÊT: gousse

Le PETIT POIS : gousse

48

Gousses de

Fabaceae

49

Chapitre 15 – Fruits

2. Types de fruits

Fruits secs déhiscent

• Deux carpelles: silique et

silicule

• Plus de deux carpelles :

capsules

La MONNAIE DU PAPE OU

LUNAIRE : silicule

Typique des Brassicaceae

Silique et silicule = L'ouverture se fait par quatre fentes de déhiscence

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.

51

Chapitre 15 – Fruits

2. Types de fruits

Capsules

• Déhiscence poricide

• Déhiscence loculicide

• Déhiscence denticide

• Déhiscence septifrage

• Déhiscence transversale

SeptifrageLoculicide

Poricide

Denticide

Transversale

Schizocarpique

Déhiscence

suturaleDéhiscence

dorsale

COQUELICOT : capsule poricide

L’ouverture se fait par de multiple

fentes ou pores.

Iris: capsule loculicide

Fente de

déhiscence

Fruit

simple

Fruit

multiple

Faux

fruit

Fruit

composé

56

Chapitre 15 – Fruits

2. Types de fruits

Fruits secs indéhiscents

• Caryopse

• Akène

• Akène avec aile : Samare

Dérivé des fruits

déhiscent !

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 (Apiceae), des tétrakènes (Lamiaceae) ou des polyakènes (Rosaceae). En général, ces

associations d'akènes se séparent à maturité.

Chapitre 15 – Fruits

GLAND du chêne : akène

CHÂTAIGNE : akène

Bogue = Bractée

différenciée en

structure de

protectionFruit

Péricarpe

Section transversale. Chaque

akène contient une graine.

Ici la paroi de l'akène de

gauche a été enlevée,

montrant la graine.

SAMARE de L'ERABLE : akène ailé

Chapitre 15 – Fruits

Carypose = Fruit des Graminées (voir : caryopse de maïs et de blé). 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.

Chapitre 15 – Fruits

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

65

Chapitre 15 – Fruits

2. Types de fruits

Fruit charnu

• Endocarpe induré : Drupe

• Fruit complètement charnu :

Baie

• Epicarpe cireux: Hespéride

Exemple de baie : la

tomate. Le péricarpe est

entièrement charnu.

Chapitre 15 – Fruits, baies

Le poivron, le kiwi et le raisin

Chapitre 15 – Fruits, baies

Chapitre 15 – Fruits, baies

Concombre, pastèque et

melon

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, drupes

La noix.

Chapitre 15 – Fruits, hespérides

Orange, citron jaune et

citron vert

72

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 !

73

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

Buisson

Aile

ParachuteAiles

Chapitre 15 – Fruits et graines

Dissémination par le vent

Dissémination « passive »

Dissémination par le vent

Dissémination « active »

Dissémination par le vent

Parachutes des Asteraceae

PissenlitChardon

Issu du développement

du calice

Ensemble de fruits

Akène contenant

une graine

Fleurs Agent de dispersion

Clématite des haies

Issu du

développement

du style

Dissémination par le vent

Aile

FrêneBouleau

Issu du développement

de bractée

80

Chapitre 15 – Fruits et graines

3. Dissémination, par l’eau (Hydrochorie)

Mécanisme

• Fruit flotte sur l’eau

Structures adaptatives

• Tissus lacuneux dans le fruit

Dissémination par l’eau

Mangrove

84

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

Dissémination par les animaux

Épizoochorie

passive

(Bardane,

aigremoine….

Épizoochorie

Active

(bourrache,

Chélidoine….

endozoochorie

(morelle, sorbier

des oiseleurs….

Dispersal by Animals

Seeds carried toant nest

Seeds buried in caches

Seeds in fecesBarbed fruit

Dissémination par les animaux

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

CYNORRHODONS Fruit complexe

akène

Chaque akène

contient une graine

Fleurs

Agent de dispersion

Eglantier

Dissémination par les animaux

Fruits qui collent aux

fourrures

Croquis Thomé - Flora von Deutschland, Österreich und der Schweiz

fleur

Forme de

disséminationL’akène contient

une graine

Bardane

Emplacement

des akènes

Bractées crochues

www.velcrotex.ch/historique.php

L’inventeur du velcro s’est inspiré

des propriétés de la bardane

www.velcrotex.ch/historique.phpphotography.qj.net/index.php?bgid=367

Agent de dispersion

Dissémination par les animaux

Gratteron

96

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

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 :

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.

L'ORANGE

Le CHOU

La BANANE

Le BLE

Le CYNORRHODON

La SAMARE de L'ERABLE

La POIRE

Abricot Fruit charnu pourvu d’un noyau : Drupe

Noix Fruit charnu pourvu d’un noyau : Drupe

Orange Fruit simple charnu avec exocarpe cireux : Hespéride

Chou Fruit sec à 4 fentes de déhiscences : Silique

Banane Fruit charnu avec des pépins non développés : Baie

parthénocarpique

Blé Fruit sec indéhiscent des graminées : Caryopse

Cynorrhodon( Eglantier )

Fruit formé par une autre partie que le carpelle ET à

plusieurs akènes : Faux fruit.

Samare ( Erable )Fruit sec indéhiscent : Akène

Poire Faux fruit

Réponses

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.