Etamine: organe reproducteur mâle dans les plantes à fleurs

Lisez cet article pour en savoir plus sur l'étamine: l'organe reproducteur mâle des plantes à fleurs!

L'étamine est l'organe reproducteur mâle ou microsporophylle d'une fleur. Il se compose de deux parties, le filament et l’anthère. Le filament est une tige longue et mince. Il est attaché proximalement au thalamus, au pétale ou au tépal. Au loin, il porte une anthère. Anthère est une partie plus large et plus fertile de l'étamine. Il se compose d'un ou deux lobes d'anthères et, par conséquent, les anthères sont appelés monothèques ou dithèques.

Les deux lobes d'anthère sont séparés dans la région antérieure par une gorge profonde mais sont attachés l'un à l'autre à l'arrière par un tissu parenchymateux stérile appelé connectif. Le connectif possède un brin vasculaire. Le connectif est absent chez les étamines monothèques.

(a) Structure de l'anthère:

C'est une partie fertile d'étamine étalée, oblongue et tétragonale bilobée. Chaque lobe d'anthère contient deux sacs polliniques longs et cylindriques ou microsporanges. Ainsi, une anthère dithèque est un tétrasporangiate tandis que l'étamine monothèque est un bisporangiate. Rarement, un lobe d'anthère ne contient qu'un seul microsporange, par exemple Wolffia ou un seul microsporange par anthère, par exemple Arceuthobium. Les quatre microsporanges d'une anthère sont à ses quatre coins.

Ils sont parallèles les uns aux autres. Les deux microsporanges d'un lobe d'anthère sont séparés l'un de l'autre par un sillon peu profond à l'extérieur et une bande de tissu parenchymateux stérile à l'intérieur. Tous les microsporanges sont recouverts à l'extérieur par un épiderme commun bien défini de l'anthère.

Les cellules de l'épiderme deviennent souvent étirées et se ratatinent à maturité. Les microsporanges se développent de manière hypodermique chez l’anthère à partir de bandes de cellules archésporiales, c’est-à-dire que le développement des microsporanges est eusporangiate. Les cellules archésporiales se divisent par voie périclinique pour former des cellules pariétales sous-épidermiques externes et des cellules sporogènes internes. Les cellules pariétales se divisent ensuite par les parois périclinales pour produire une paroi microsporangiale composée de 3 à 3 couches, composée d'endothécium, de couches intermédiaires et de tapetum.

Microsporange:

Un sac à pollen de microsporange ou futur est un sac cylindrique qui apparaît circulaire en coupe transversale. Il se compose de deux parties: la paroi externe et le tissu sporogène homogène central. Paroi microsporangiale a quatre types de couches épiderme (couverture d'anthère commune), endothecium, 1-3 couches moyennes et tapetum.

Les trois extérieurs remplissent la fonction de protection chez les jeunes anthères et le mécanisme de déhiscence chez les anthères mûrs. L'endothecium et le tapetum sont constitués de cellules plus grosses. Chez une anthère typique, les cellules endothéciales développent des épaississements fibreux de a-cellulose sur les parois interne et radiale et deviennent mortes.

En raison de la présence d'épaississements fibreux, l'endothécie est également appelée couche fibreuse. Dans le sillon peu profond présent entre les deux microsporanges d'un lobe d'anthère, les cellules hypodermiques situées au niveau de l'endothèque restent à paroi mince. Ils constituent le stomium ou ligne de déhiscence.

Les cellules des couches moyennes dégénèrent pour nourrir les cellules mères en croissance des microspores. Les cellules tapétales s'agrandissent radialement et se remplissent de contenus protoplasmiques denses ainsi que d'éléments nutritifs. Ils deviennent multinucléés ou leur noyau devient polyploïde par endoploïdie. Le tapetum est de deux types: amiboïde (= invasif, périplasmodium) et sécrétoire (= glandulaire, pariétal).

Dans le type amiboïde, les cellules du tapétal fusionnent pour former un plasmodium ou un périplasmodium, car il passe entre les cellules sporogènes pour se nourrir. Les cellules du tapetum sécréteur transmettent des substances aux cellules sporogènes pour leur croissance et leur différenciation. En fin de compte, les deux types de tapetum dégénèrent.

Le tapetum remplit plusieurs fonctions: (i) nourrir les cellules mères et les grains de pollen des microspores en développement, (ii) produire des granules riches en lipides contenant de la sporopolénine pour la formation d'exine, de la pollenkitt (revêtement gras, gluant, des lipides et des caroténoïdes) cas de grains de pollen entomophiles, protéines spéciales permettant aux grains de pollen de reconnaître la compatibilité et hormone IAA. (iii) Il sécrète des enzymes telles que la callase, responsables de la dégradation de la paroi calleuse autour du pollen tétrade.

b) Microsporogenèse (développement de grains de pollen):

Le tissu sporogène remplit tout l'intérieur d'un microsporange. Ses cellules se divisent avec la croissance des anthères et augmentent leur nombre. En fin de compte, elles sont transformées en cellules mères de microspores ou de pollen (PMC). Ces derniers sont diploïdes, c’est-à-dire qu’ils possèdent deux génomes ou ensembles de chromosomes.

Les cellules mères des microspores ou microsporocytes développent une couche interne de callose (β-1, 3 glucane) qui rompt les connexions plasmodesmales entre elles. Les cellules mères séparées se terminent et subissent une méiose pour produire des tétrades de microspores d'haploïdes ou de grains de pollen.

Le phénomène s'appelle la micro-sporogenèse. Les grains de pollen d'une tétrade se développent et se séparent les uns des autres. Habituellement, la disposition des microspores dans une tétrade est tétraédrique (type le plus courant) ou isobilatérale. Cependant, on trouve également des tétrades décussées, linéaires et en forme de T (figure 2.5). Chez Aristolochia elegans, les cinq types de tétrades ont été enregistrés.

La plupart des 4 noyaux d'une tétrade restent fonctionnels pour former 4 microspores. Cependant, dans le jeu, un seul fonctionne et par conséquent, une seule microspore au lieu de 4 est formée par une méiose. Dans certains cas, les 4 pollens restent attachés, formant des grains de pollen composés, par exemple Juncus, Jatropha, Typha.

Dans Calotropis et les plantes apparentées, tous les grains de pollen d’un lobe d’anthères restent réunis dans un seul sac appelé pollinium. Deux pollinies d'anthères adjacentes sont attachées pour produire un traducteur. La polysporie est l'apparition de plus de quatre spores dans une tétrade. Jusqu'à 11 microspores sont observées dans une «tétrade» à Cuscuta.

Déhiscence d'Anther:

L'anthère mature se dessèche. La bandelette stérile présente entre les deux sacs à pollen de chaque lobe d'anthère se désintègre pour former une seule cavité. Par conséquent, l'anthère mature n'a que deux cavités ou thèques, avec une thèque dans chaque lobe d'anthères. Avec la perte d’eau, les cellules mortes d’endothécium mortellement épaissies se contractent par leurs parois minces extérieures.

Ce dernier devient concave. Il rapproche leurs parois radiales externes. En conséquence, l'endothécie raccourcit et rompt la paroi des lobes d'anthère dans la région du stomium. La ligne de déhiscence est longitudinale dans de tels cas, par exemple, la moutarde. La ligne de déhiscence ainsi que les grains de pollen peuvent être observés en plaçant un doigt sur l'anthère mûre. Une ligne de masse poudreuse jaunâtre de grains de pollen apparaîtra au-dessus du doigt.

La même chose peut être placée sur une goutte d'eau prise sur une lame et observée au microscope. Les spores exposées sont sélectionnées par divers organismes pour la pollinisation. La dégradation locale de la paroi se produit dans d'autres types de déhiscence, comme les valves de l'épine-vinette, les pores de Solanum et les ruptures irrégulières de Najas.

c) Structure du grain de pollen (figures 2.6 à 8):

Son contour est généralement globulaire, bien que plusieurs autres formes se retrouvent également. Le diamètre est de 25 à 50 µm. Il y a un mur très résistant à l'extérieur et un contenu cellulaire à l'intérieur. Son cytoplasme est riche en amidon et en huiles non saturées. Ces derniers protègent les chromosomes des dommages causés par les radiations.

Le protoplaste du grain de pollen est uni-nucléé au début, mais au moment de la libération, il devient 2-3 cellules. Un mur ou un revêtement de grain de pollen est appelé sporoderme. Il a deux couches, l'exine externe et intine interne. Intine est de nature pecto-cellulosique. Il contient parfois des protéines enzymatiques (Knox et Heslop-Harrison, 1971). Exine est constitué d'un corps gras hautement résistant appelé sporopollénine (Zelisch, 1932). La sporopollénine n'est dégradée par aucune enzyme.

Il n'est pas affecté par les températures élevées, les acides forts ou les alcalis forts. En raison de la sporopollénine, les grains de pollen sont bien préservés sous forme de microfossiles. À certains endroits, l’exine possède des protéines pour les réactions enzymatiques et de compatibilité. Exine se différencie en ektexine externe (sexine) et en endexine interne (nexine). Ektexine se compose en outre d’une couche interne continue du pied, d’une couche baculée discontinue moyenne et d’un tectum discontinu extérieur.

Tectum fournit une sculpture ou des motifs caractéristiques sur la surface du grain de pollen, par exemple des crêtes, des tubercules, des épines, des réticulations. Cela peut aider les experts à identifier les grains de pollen et à les renvoyer à leur famille, leur genre ou leur espèce. L'étude de la morphologie externe des grains de pollen mature s'appelle la palynologie.

Dans les grains de pollen pollinisés par les insectes, l'exine est épineuse et recouverte d'une couche visqueuse collante et grasse jaunâtre appelée pollenkit. Pollenkit est composé de lipides et de caroténoïdes. À certains endroits, l'exine est mince ou absente. Les zones peuvent avoir un intine épaissi ou un dépôt de callose. On les appelle pores germinatifs (s'ils sont arrondis) ou sillons germinaux (s'ils sont allongés). Les grains de pollen sont généralement tricolpés (avec trois pores de germes) chez les dicots et monocolpés (avec un seul sillon germinal) chez les monocots.

Viabilité du pollen:

C'est la période pendant laquelle les grains de pollen conservent la capacité de germer. La viabilité du pollen est faible chez les fleurs qui sont pollinisées en condition de bourgeon. C'est 30 minutes en riz et blé. Dans d’autres, la période de viabilité est longue, voire des mois chez certains membres de la famille des rosacées, légumineuses et solanacées. Cela dépend toutefois des conditions environnementales de température et d'humidité. Il est possible de stocker les grains de pollen pendant des années dans de l'azote liquide (- 196 ° C) dans des banques de pollen pour une utilisation ultérieure dans des programmes de sélection végétale.

Allergie au pollen:

Les grains de pollen sont produits en grand nombre, en particulier chez les espèces anémophiles. Ils flottent dans l'air et pénètrent dans les voies respiratoires. Certaines personnes y développent une allergie, provoquant des troubles respiratoires tels que la rhinite, l'asthme et la bronchite, une allergie bronchique. (Rhume des foins) Le principal contributeur à l'allergie au pollen est Carot Grass, Parthenium.

Il est entré en Inde en tant que contaminant avec du blé importé mais s'est répandu dans toutes les régions du pays. Chenopodium, Amaranthus, Sorgho, Ricinus, Prosopis, Cynodon sont d’autres sources courantes d’allergie au pollen. Puisque différentes plantes produisent des grains de pollen à différentes saisons, les calendriers de pollen de l'atmosphère peuvent être balayés et la réaction allergique localisée sur des plantes particulières.

Produits à base de pollen:

Les grains de pollen, en particulier ceux recueillis par Bees, sont utilisés à diverses fins, comme traitement de la nature, cosmétiques et comme compléments alimentaires. On pense que les grains de pollen sont riches en nutriments (protéines 7-26%, glucides 24-48%, lipides 0, 9 - 14, 5%). Ils sont pris sous forme de comprimés de sirop pour améliorer la santé, améliorer les performances des athlètes et des chevaux de course.

d) Structure et développement du gamétophyte mâle (microgamétogénèse; figure 2.9):

Développement pré-pollinisation:

Le grain de pollen ou microspore est la première cellule du gamétophyte mâle et représente le gamétophyte mâle immature. Le développement du gamétophyte mâle est précoce, c'est-à-dire qu'il commence à l'intérieur du microsporange ou du sac à pollen. Lorsqu’elle est formée pour la première fois, la graine de microspore ou de pollen jeune possède un noyau placé au centre, noyé dans un cytoplasme dense recouvert d’une membrane plasmique. Il grossit avec l'afflux de nutriments. Les vacuoles se développent et entraînent une croissance rapide du grain de pollen.

Les vacuoles poussent le noyau du grain de pollen d'un côté près du mur. Le protoplaste se divise ensuite par voie mitotique pour former deux cellules inégales: une petite cellule génératrice et un grand tube ou une cellule végétative. Une couche de callose se développe autour de la cellule générative qui sépare la cellule de la paroi du grain de pollen. Plus tard, la callose se dissout et la cellule générative nue vient se loger librement dans le cytoplasme de la cellule tubulaire.

La cellule tubulaire a un cytoplasme vacuolé qui est riche en réserve alimentaire (amidon, protéines, graisse avec des acides gras principalement insaturés) et en organites cellulaires. Son noyau devient gros et irrégulier. La cellule génératrice est en forme de fuseau de forme sphérique avec un cytoplasme mince et dense entourant un noyau proéminent.

Chez certaines espèces, la cellule générative se divise en deux gamètes mâles non mobiles avant la déhiscence de l'anthère et la libération des grains de pollen. Par conséquent, au moment de la pollinisation, le grain de pollen est soit à 2 cellules (cellule à tube + cellule génératrice; trouvé dans plus de 60% des plantes à fleurs, principalement des dicots), soit à 3 cellules (cellule à tube + deux gamètes mâles).

Développement post-pollinisation:

Sur le stigmate, le grain de pollen compatible absorbe l’eau et les nutriments contenus dans la sécrétion stigmatique à travers les pores du germe. Le tube ou la cellule végétative s'agrandit. Il sort du grain de pollen par l’un des pores du germe ou des sillons germinaux pour former un tube à pollen. Le tube à pollen est recouvert par l'in-tine.

Il a été rapporté par un mathématicien italien Amici (1824) à Portulaca. Il sécrète des pectinases et d'autres enzymes hydrolytiques pour lui créer un passage dans le style si celui-ci est solide. Le tube à pollen absorbe la nourriture des cellules du style pour sa croissance.

Le noyau du tube descend jusqu'à la pointe du tube à pollen. La cellule générative (ou ses produits) y passe également. Il se divise rapidement en deux gamètes mâles non mobiles s'il n'est pas déjà divisé. Chaque gamète mâle a un contour sphérique ou lenticulaire. Il a un gros noyau qui est entouré d'une fine gaine de cytoplasme. Chaque gamète mâle est considéré comme une cellule. Le noyau du tube peut dégénérer complètement.

Le tube pollinique est glandulaire, sécrétoire et absorbant. Il a (i) une zone de croissance à la pointe (bloc cap) avec un cytoplasme actif dense et riche en vésicules, (ii) une zone nucléaire contenant un noyau de tube et des gamètes mâles, (iii) une zone de vacuolisation riche en cytoplasme vacuolé entre cytoplasmes actif et inactif avec une série de bouchons calleux pour séparer les anciens cytoplasmes inactifs.

Le tube à pollen contient non seulement des gamètes mâles, mais aussi des hormones et absorbe les aliments du style. Un grain de pollen avec un tube à pollen portant des gamètes mâles représente un gamétophyte mâle mature. Il est composé de 3 cellules (une cellule tubulaire + 2 gamètes mâles) et de 3 structures nucléées formées de deux divisions mitotiques.