Reproduction sexuée: l'hérédité et le brassage génétique

L' Evolution:

A travers les siècles, les plantes comme les animaux ont évolués pour former des êtres vivants de plus en plus complexes et spécialisés. 

Les mousses sont les plus anciennes et les organismes les plus primitifs.

On suivit des organismes plus complexes comme la Prêle, la fougère et puis les plantes à fleurs (angiospermes).

 

L'hérédité:

Chez l'homme, l'hérédité peut être observé par certains traits physiques ou maladies propres à une même famille. 

De manière similaire, chez les plantes, les descendences ont certaines caractéristiques propres à leurs familles. Elles peuvent être observées grâce à des ressemblances:

• de la forme des feuilles et des fleurs, 
• de la couleur des graines et des fruits,
•  du port,
•  de la résistance au froid et à la sécheresse,
•  de leur sensibilité à certaines maladies, 
• de la réponse à la photopériode,
• de la vitesse de maturation, 
• de l'existence de produits biochimiques spécifiques,
•  ... 

 

Chaque descendence posséde des traits familliaux reconnaissables ainsi que des qualités individuelles. 

 

Les cellules reproductrices:

Les plantes peuvent produire 2 types de cellules reproductrices: les spores et les gamètes. Aujourd'hui, quelques espèces primitives se reproduisent encore uniquement par spores, d'autres utilisent uniquement le mode sexué... Le plus souvent, les 2.

 

• les spores (fougère, prêle, champignon): 

    Lorsque les conditions sont optimales, chaque spore unicelllulaire se développe en organisme multicellulaire (clonage).

 

• Les gamètes:

     Ici les organes mâles et femelles sont distincts. Une gamète mâle s'unit avec une gamète femelle pour former une cellule unique, qui se divise pour former un organisme multicellulaire (reproduction sexuée). Le principale problème à la reproduction sexuée étant le transfert du gamète mâle dans le gamète femelle.

 

 

Cellules haploïde et cellule diploïde:

Avant d'aborder les processus de multiplication cellulaire, la mitose et la méiose, il faut commencer par introduire la notion de cellule haploïde et cellule diploïde qui sont les 2 principaux types de cellules.

• Cellule haploïde (n): Il n'y a qu'un seul exemplaire de chaque chromosome dans la cellule
• Cellule diploïde (2n) : Les chromosomes sont appariés par paire d'homologue. Un chromosome homologue est un chromosome qui code pour les mêmes fonctions mais qui peut porter des gènes différents. Par exemple, dans une cellule humaine, un chromosome homologue est donné par la mère, l'autre par le père. 

 

A différents instants, les cellules peuvent ëtre haploïdes ou diploïdes. 

Chez l'homme et la plupart des animaux, la phase diploïde est prédominante. Le corps se développe entièrement via des cellules diploïdes. Seules les gamètes forment des cellules haploïdes. 

Cela est différent pour les végétaux. Chez les organismes primitifs comme les mousses ou chez certaines algues, c'est l'inverse. La phase haploïde prédomine et la phase diploïde est limitée à la fécondation. Pour les espèces plus évoluées comme les fougères ou les plantes à fleurs/graines, la phase diploïde prédomine. 

Cette évolution s'est faite car elle favorise le brassage génétique. Nous allons voir comment en abordant les 2 processus de division cellulaire: la méiose et la mitose.

 

 

Les processus de division cellulaire: La Mitose et la Méiose

    La mitose est un processus de division cellulaire. Elle permet la multiplication cellulaire et la répartition égale des chromosomes dans deux cellules filles. A partir d'une cellule mère, on obtient deux cellules filles identiques. C'est le principe du clonage. 

La mitose conduit donc à la multiplication de cellules identiques (clones avec le  même patrimoine génétique). Elle intervient lors de: 

1. la croissance du développement des spores unicellulaires en organismes multicellulaires (fougère, champignons) 
2.  mais aussi lors de la croissance des plantes pour le développement des tiges, des feuilles... 

 

    La méiose, comme la mitose, est un processus de division de la cellule mais qui réduit par 2 le nombre de chromosomes. Dans ce cas, il y a un brassage génétique. Chez les animaux, la méiose est réservée à la production des gamètes, alors que, chez la plupart des plantes, ce procédé est utilisé pour former des spores.

 

La Mitose et la Méiose des cellules haploïdes et diploïdes:

 

• Une cellule haploide (n:pas de pair de chromosome) peut se diviser

- Uniquement par mitose pour donner 2 cellules filles identiques haploïdes (n)  à 1 brin

 

• Une cellule diploïde (les  chromosomes sont groupés par paires:2n) peut se diviser: 

- par mitose pour donner des 2 cellules filles identiques  diploides (2n) à 1 brin

- ou par méiose, pour donner 4 cellules filles haploïdes (n) à 1 brin, contenant chacune la moitié des chromosomes

 

On peut représenter ce qui se passe lors de la mitose et la de méiose d'une cellule (n ou 2n) dans des schémas:

 

Schéma Mitose 2n et n

Les cellules haploïdes n et diplöides 2n peuvent se diviser par mitose

 

Schéma Méiose 2n

Seules les cellules diplöides peuvent se diviser par méiose

 

    Vous pouvez voir sur une autre page, le cycle de reproduction des mousses et des fougères. Celle des plantes à fleur sera prochainement décrit plus en détails dans une autre sous-rubrique afin de bien comprendre le rôle respectif de la mitose, de la méiose, des spores et des gamètes dans la reproduction végétale.