EXERCICE 1 · Bac Sciences de la Vie et de la Terre Amérique du Nord 2024 (jour 2)

Montrer comment différentes étapes du cycle de développement de certaines plantes à fleurs impliquent une collaboration avec des animaux.

Réponse : Introduction Les Angiospermes (plantes à fleurs) sont des organismes caractérisés par une vie fixée. Cette contrainte impose de surmonter deux défis majeurs au cours de leur cycle de développement : le rapprochement des gamètes immobiles lors de la reproduction sexuée, et la colonisation de nouveaux territoires par la dispersion des graines. Pour y parvenir, de nombreuses espèces ont développé des interactions mutualistes durables avec des animaux. Ces collaborations reposent sur des bénéfices réciproques résultant d'une longue coévolution. I. La pollinisation : une collaboration pour la reproduction sexuée (zoogamie) * Attraction et guidage des pollinisateurs : Les fleurs émettent des signaux visuels (couleurs, formes, motifs UV) et chimiques (parfums). Par exemple, la fleur d'onagre présente des motifs invisibles pour l'œil humain mais perçus dans l'ultraviolet par les abeilles. Ces motifs agissent comme de véritables « pistes d'atterrissage » guidant l'insecte vers le cœur de la fleur, où se trouvent le nectar, les étamines et le pistil. * Bénéfices partagés et transfert de pollen : L'animal visiteur (insecte, oiseau, chauve-souris) est récompensé par des ressources nutritives : du nectar riche en sucres et des grains de pollen riches en protéines. En accédant à ces récompenses, son corps entre en contact avec les anthères et se charge de grains de pollen. Lors de la visite d'une autre fleur de la même espèce, une partie de ce pollen est déposée sur le stigmate réceptif. Cela permet la fécondation croisée et le brassage génétique. * Coévolution et adaptations réciproques : Certaines interactions sont hautement spécialisées. Il existe alors une étroite correspondance morphologique entre la pièce florale (par exemple un éperon à nectar) et l'appareil buccal de l'animal (trompe allongée chez certains papillons ou sphinx). II. La dissémination des graines : une collaboration pour la colonisation du milieu (zoochorie) Après la fécondation, la fleur se transforme : l'ovaire devient fruit et les ovules deviennent graines. La plante s'appuie à nouveau sur les animaux pour disperser sa descendance au loin. * L'endozoochorie : La plante produit des fruits charnus, colorés et appétissants (par exemple les cerises). Les animaux frugivores ou omnivores (oiseaux, mammifères tels que le renard roux) consomment la pulpe nutritive. Les graines sont protégées par une enveloppe dure et indigeste ; chez la cerise, c'est le noyau, c'est-à-dire la paroi interne lignifiée du fruit. Elles traversent ainsi le tube digestif sans être détruites. Elles sont ensuite rejetées intactes dans les excréments, à distance de la plante mère, sur un substrat enrichi favorable à la germination. * L'épizoochorie : D'autres graines ou fruits possèdent des structures d'accrochage passif (crochets, épines, poils collants ; par exemple la bardane). Ces structures s'accrochent au pelage ou au plumage des animaux lors de leurs déplacements, puis tombent plus loin. Conclusion La collaboration interspécifique entre Angiospermes et animaux est un moteur essentiel de la diversification et du succès évolutif des plantes à fleurs. Elle compense leur immobilité à deux étapes clés de leur cycle de développement. Lors de la reproduction, elle permet le transport du pollen et la fécondation croisée. Après la fécondation, elle assure la dispersion des graines et la colonisation de nouveaux milieux. En retour, l'animal y trouve des ressources alimentaires (nectar, pollen, pulpe des fruits). Ces relations mutualistes, issues d'une coévolution de plusieurs millions d'années, illustrent l'interdépendance des êtres vivants au sein des écosystèmes. Elles rendent aussi les plantes vulnérables au déclin de leurs partenaires animaux, comme le montre l'exemple actuel des pollinisateurs.