Exercice 1 - Première proposition · Bac Sciences de la Vie et de la Terre Polynésie 2022 (jour 1)

Montrer que les deux modalités de reproduction, sexuée et asexuée, chez les végétaux, présentent chacune des avantages et des limites dans la colonisation des milieux.

Réponse : Introduction Les végétaux, organismes fixés, doivent assurer la pérennité de l'espèce et conquérir de nouveaux espaces. Ils disposent pour cela de deux modalités de reproduction : - la reproduction asexuée, qui repose sur la mitose et la totipotence ; - la reproduction sexuée, qui fait intervenir la méiose et la fécondation au sein de la fleur. Chacune présente des avantages et des limites pour la colonisation des milieux. --- I. La reproduction asexuée : une colonisation locale rapide mais figée génétiquement 1. Mécanismes et modalités : - Elle repose sur la totipotence des cellules végétales (dédifférenciation puis redifférenciation) et sur l'activité des méristèmes. - Exemples d'organes : stolons (fraisier), rhizomes (iris, bambou), tubercules (pomme de terre), bulbes ou bulbilles. - Observation expérimentale : le bouturage et la culture in vitro montrent qu'un fragment de plante, voire une seule cellule, peut régénérer une plante entière. 2. Avantages : - Rapidité et autonomie : ni partenaire, ni pollinisateur ne sont nécessaires. - Soutien de la plante mère : les jeunes plants restent alimentés par elle, d'où un taux de survie élevé. - Conquête locale efficace : les clones recouvrent vite et densément un milieu favorable auquel la plante mère est déjà adaptée (ex. : un tapis de fraisiers ou de chiendent). 3. Limites : - Absence de brassage génétique : tous les clones partagent la même vulnérabilité face à un pathogène ou à un changement du milieu. Exemple : la grande famine irlandaise de 1845, liée au mildiou sur des pommes de terre clonales. - Faible portée spatiale : la dispersion reste limitée au voisinage de la plante mère, sans franchissement d'obstacles. --- II. La reproduction sexuée : diversité génétique et dispersion lointaine, au prix d'un coût élevé 1. Mécanismes et modalités : - La fleur porte les étamines (pollen) et le pistil (ovules). - La méiose produit des brassages inter- et intrachromosomiques ; la fécondation, souvent croisée, en ajoute un autre. - La fécondation aboutit à des graines contenues dans des fruits. 2. Avantages : - Diversité génétique : chaque graine porte un génotype unique. La population peut ainsi s'adapter, par sélection naturelle, à des milieux nouveaux ou changeants. - Dispersion à longue distance grâce à divers vecteurs : - le vent (akènes à aigrette du pissenlit) ; - les animaux (fruits charnus consommés, fruits accrochés au pelage comme la bardane) ; - l'eau (noix de coco flottante). - Résistance dans le temps : la graine déshydratée et en dormance attend des conditions favorables pour germer. 3. Limites : - Coût énergétique important : fleurs, nectar, pigments, arômes, quantités énormes de pollen, réserves des graines et fruits. - Dépendance aux vecteurs : pollinisateurs (dont le déclin menace la reproduction) et agents de dispersion. - Aléa et lenteur : fécondation et germination incertaines, forte mortalité des graines et des plantules, croissance lente avant la floraison. - Dilution des combinaisons favorables : une combinaison d'allèles bien adaptée peut être défaite par les brassages. --- Conclusion Les deux modalités sont complémentaires : - la reproduction asexuée exploite rapidement et densément un milieu favorable déjà occupé ; - la reproduction sexuée permet de coloniser des milieux lointains ou nouveaux et d'y faire face aux changements, grâce à la diversité génétique et à la dispersion. Beaucoup de plantes combinent les deux, comme le fraisier (stolons et graines) ou la pomme de terre (tubercules et graines). L'être humain en tire parti en agriculture : bouturage et clonage pour conserver une variété, croisements pour en créer de nouvelles.