Planète

Floraison : pourquoi une plante fleurit-elle ?

Dossier - Les fleurs et leur vie sexuelle de A à Z
DossierClassé sous :botanique , fleurs , sexualité des fleurs

La fleur constitue un système biologique unique par ses modes singuliers de floraison et de reproduction. Sans la vie sexuelle des fleurs, il n’y a ni graine, ni fruit. N'oublions pas que plus des trois quarts de nos productions agricoles sont issues du bon fonctionnement de la sexualité des fleurs.

  
DossiersLes fleurs et leur vie sexuelle de A à Z
 

Pourquoi le corps des plantes peut-il évoluer tout au long de la vie, en produisant de nouveaux organes, alors que le corps de la plupart des animaux reste quasiment identique de la naissance à la mort, à un facteur de taille près ? Découvrez comment fonctionne la floraison et qu'est-ce qui détermine une plante à fleurir.

Certains pensaient que chaque être vivant, végétal ou animal, était préformé dans l'embryon. Ainsi, selon les défenseurs de cette théorie de la « préformation », les spermatozoïdes humains contiendraient en leur tête un homme miniature, l'homunculus.

L'ovule permettait à l'homunculus de se nourrir dans le ventre de la femme et de grandir. D'autres penchaient plutôt en faveur d'une construction au fur et à mesure des êtres vivants, c'est la théorie de « l'épigenèse ».

Pourquoi une plante fleurit-elle puis donne-t-elle des fruits ? Ici, des châtaignes, c'est-à-dire le fruit comestible du Châtaignier. © Böhringer Friedrich, CC by-nc 2.5

Théorie de la préformation vs théorie de l'épigenèse

Le dilemme entre les défenseurs de la théorie de la préformation et ceux de la théorie de l'épigenèse ne fut résolu qu'en 1759, avec les travaux de l'Allemand Wolff. En observant au microscope les stades très précoces du développement du poulet, il remarqua que certaines parties de l'animal : bec, pattes, cœur et vaisseaux sanguins, étaient absentes chez l'embryon.

De même, chez le bourgeon de Châtaignier, il observa la formation progressive des feuilles et l'apparition, au fur et à mesure, des vaisseaux et des pétioles. La théorie de la préformation était donc enterrée, mais la question n'était pas pour autant résolue. Comment et à partir de quoi se forme un individu adulte ?

C'est plus tard que le Suisse von Nägeli observa les divisions des cellules apicales qui semblaient être à l'origine des organes et tissus. Il les dénomma méristèmes du grec merizein, se diviser. L'intégration des facteurs environnementaux par la plante (photopériode, température, par exemple) se fait en partie au niveau du méristème végétatif et joue un rôle crucial pour l'adaptation de la croissance à l'environnement.

Châtaignier. © DP

Le méristème, des cellules qui se divisent

Le méristème est composé, chez A. thaliana, de centaines de cellules qui se divisent, grandissent et le quittent pour former des organes. Malgré ce comportement extrêmement dynamique, c'est une structure très stable qui subsiste pendant de longues périodes avec un centre composé d'une vingtaine de cellules souches, parmi une centaine de cellules au stade végétatif ; lors de la mise à fleur, le méristème s'accroît, forme un dôme composé alors de plusieurs centaines de cellules.

Toute une série de gènes contrôle le maintien de la taille et de l'activité de la zone cellules souches. Le méristème subit un cycle et passe par les stades suivants : végétatif, inflorescentiel et enfin floral.

À l'aide de mutants affectés dans la mise à fleur, plusieurs voies de signalisation de l'induction florale ont été, en partie, disséquées génétiquement chez Arabidopsis. La première met en jeu la longueur du jour et le gène CO. La seconde, ou voie autonome, met en jeu notamment FLC. La troisième, implique la température. Existe-t-il une hormone de floraison ou florigène ? Ce concept a été proposé par Chailakhyan en 1936.

Le florigène, l'hormone de floraison ?

L'aptitude à fleurir se transmet en effet par greffe d'une espèce apte à fleurir à une espèce inapte ; il s'agit de la transmission à distance d'une substance inconnue qu'il a dénommée florigène. Resté pendant plus de 70 ans un concept physiologique plutôt qu'une entité chimique, la génétique d'Arabidopsis a permis de faire progresser les connaissances sur cette hypothétique hormone.

Un transcrit FT (Flowering Time), se formerait dans la feuille ; la protéine FT, florigène proparte, se déplace avec la sève élaborée à la vitesse de 1,2 à 3,5 millimètres par heure ; vitesse plus lente que celle du saccharose (50 à 100 centimètres par heure). Pour l'instant, il y a plusieurs preuves expérimentales du mouvement de cette protéine de la feuille jusqu'au méristème, premiers pas vers la validation de ce concept.