Exercice 1 - Deuxième proposition · Bac Sciences de la Vie et de la Terre Centres étrangers (Afrique) 2022 (jour 1)

En vous appuyant sur des exemples, expliquer comment ces collaborations sont favorables à la vie fixée des plantes à fleurs.

Réponse : Proposition de synthèse structurée : Introduction : Les Angiospermes sont des organismes sessiles (vie fixée). Cette immobilité impose des contraintes majeures : s'approvisionner en ressources minérales et hydriques, se défendre contre les agresseurs, assurer la rencontre des gamètes et la dispersion de la descendance. Pour surmonter ces contraintes, les plantes ont développé des interactions mutualistes avec diverses espèces du sol et de l'atmosphère. I. Les collaborations dans le sol : optimisation de la nutrition et de la protection 1. Les symbioses mycorhiziennes (champignons du sol) : - La grande majorité des plantes à fleurs s'associent avec des champignons au niveau de leurs racines pour former des mycorhizes (ex. endomycorhizes à arbuscules). - Le réseau d'hyphes mycéliens augmente considérablement la surface d'échange et le volume de sol exploré. - Le champignon fournit de l'eau et des ions minéraux peu mobiles (notamment le phosphore et l'azote). Il confère aussi une protection accrue contre certains pathogènes. - En contrepartie, la plante fournit des molécules organiques issues de la photosynthèse (glucides). 2. Les symbioses fixatrices d'azote (bactéries Rhizobium) : - Chez les Fabacées (Légumineuses), l'association avec des bactéries du genre *Rhizobium* induit la formation d'organes spécialisés : les nodosités racinaires. - Les bactéries fixent l'azote atmosphérique ($N_2$) présent dans l'air du sol et le convertissent en ammonium directement assimilable par la plante. - En échange, la plante assure un apport carboné et fournit un milieu pauvre en dioxygène libre grâce à la leghémoglobine. II. Les collaborations dans l'atmosphère : reproduction et dissémination 1. La pollinisation par les animaux (zoogamie) : - Les plantes ne pouvant se déplacer pour trouver un partenaire, le transport du pollen nécessite souvent des vecteurs biologiques, principalement des insectes (entomogamie, ex. abeilles, papillons). - La fleur attire les pollinisateurs par des signaux visuels (couleurs des pétales) et olfactifs, ainsi que par des récompenses nutritives (nectar, pollen). - La coévolution a conduit à des adaptations morphologiques étroites, garantissant une fécondation croisée efficace. Exemples : orchidées mimant l'abdomen d'une abeille femelle, éperon profond adapté à la trompe d'un papillon sphinx. 2. La dispersion des graines et des fruits (zoochorie) : - La dispersion évite la compétition avec la plante mère et favorise la colonisation de nouveaux milieux. - L'endozoochorie : les fruits charnus et sucrés sont consommés par des animaux (oiseaux, mammifères). Les graines, protégées par un tégument résistant, traversent le tube digestif et sont rejetées avec les excréments. - L'épizoochorie : des fruits portent des crochets ou des surfaces adhésives (ex. bardane) qui s'accrochent au pelage ou aux plumes des animaux en mouvement. Conclusion : Les associations mutualistes avec les organismes du sol (champignons mycorhiziens, bactéries fixatrices d'azote) et de l'atmosphère (animaux pollinisateurs et disséminateurs) compensent l'immobilité des plantes à fleurs. Elles améliorent leur nutrition hydrique et minérale, ainsi que leur protection. Elles permettent aussi la reproduction sexuée croisée et la dispersion de la descendance. Ces collaborations, issues d'une coévolution, sont réciproquement bénéfiques : la plante fournit en échange de la matière organique ou des récompenses nutritives. Elles constituent ainsi des adaptations essentielles à la vie fixée.