La question de la dormance
La graine contenue dans la samare est une graine dormante. Nous nous sommes interrogés sur cette capacité. Nous avons découvert que c'est une caractéristique qui présente de nombreux avantages pour la pousse d'un érable.
Qu'est-ce qu'une graine ?
La
graine est le résultat de la reproduction sexuée des plantes à
fleurs.
Elle provient de la rencontre
entre un ovule (femelle) et un grain de pollen (mâle).
Les graines
sont le plus souvent des organes très déshydratés. Elles sont
vivantes mais en vie ralentie. Tant qu'elles sont sèches, elles
sont très résistantes. La graine peut subsister, en apparence
inerte, jusqu'à ce que les conditions d'environnement soient favorables à sa
germination.
Pourquoi les plantes à graines sont-elles efficaces sous les climats récents de notre planète?
La capacité développée par certaines plantes, comme l'érable, à former des graines a été d'une très grande importance.
La reproduction sexuée est la base de la diversité génétique. La plante issue d'une graine est très souvent différente de ses parents. Les climats de notre planète se sont modifiés à plusieurs reprises au cours du temps et continuent de le faire. C'est dans ce cadre que la variabilité génétique confère l'avantage de faire durer les espèces.
La graine de l'érable est contenue dans le fruit.
Elle
est constituée d'une plantule que nous appellerons embryon, de réserves et d'une
enveloppe ou tégument. La graine peut être transportée par le
vent, l'eau, les animaux : elle permet la dissémination de
l'espèce.
Les particularités de la graine contenue dans la samare
Comme nous le savons, la samare est un fruit sec indéhiscent. Qu'est-ce que cela
veut dire ?
Un fruit sec est un fruit dont le
péricarpe ou la paroi de l'ovaire fécondé est sec ou lignifié.
Un fruit indéhiscent est un fruit qui ne s'ouvre pas à maturité pour libérer les graines.
Le péricarpe sec enveloppe une seule loge qui ne
contient qu'une seule graine. On parle d'ovaire uniloculaire.
C'est l'akène (le fruit entier) qui est disséminé lorsqu'il tombe, emportant avec lui la graine qu'il
contient.
Une dissection de samare
Pour les explications et expériences qui suivent, nous utiliserons du vocabulaire que nous vous présentons ici grâce à la dissection d'une samare.
1. La paroi de l'akène de gauche a été retirée, découvrant la graine. L'akène de droite contient une graine avortée.
2. La graine isolée est recouverte d'un tégument (membrane) cotonneux.
3. Le tégument retiré laisse voir l'embryon.
Mise en évidence du tégument sur une de nos samares
La dormance des graines: quelques explications...
Nous avons découvert au cours de nos recherches que le mot « dormant » doit être utilisé avec précautions dans le domaine des plantes. Par exemple, la croissance de la plante peut être ralentie ou arrêtée à un moment si la température est abaissée ou que l'eau manque. Ce n'est pas dans ce cadre que l'on peut considérer une plante comme dormante. Certains scientifiques appellent ce phénomène « quiescence ». Il suffit alors d'ajouter l'ingrédient manquant et la plante reprend sa croissance.
Ce n'est donc pas le cas de la vraie dormance.
Définition : on
considère qu'une graine est dormante lorsqu'elle ne germe pas ou ne reprend pas sa croissance habituelle alors qu'elle est placée sous les conditions de température et d'humidité considérées comme
favorables à Ia germination.
La dormance est un
état de suspension d'activité qui permet aux plantes d'éviter les
stress climatiques. Cet état est très profond, et pas facilement
réversible. La dormance ne sera levée
qu'après avoir passé la période hivernale.
En effet, une graine,
« mature » en été, peut trouver en automne des
conditions favorables à sa germination. Néanmoins, l'hiver risque
de surprendre la jeune plantule
qui en découle, n'ayant pas nécessairement l'aptitude à
résister au froid.
Passer l'hiver sous un état dormant permet à la graine d'augmenter
ses chances de survie. Il est donc tout à fait possible de percevoir
la dormance, chez les plantes, comme un véritable mode de contrôle
du « calendrier de germination » des graines.
La véritable dormance est donc une propriété spéciale qui s'accompagne de conditions particulières.
Avantages de la dormance :
- Les graines sont déshydratées donc plus
légères, cela favorise la dispersion.
- Les graines peuvent supporter des
conditions climatiques très dures auxquelles une plante ne
survivrait pas. La capacité
d'éviter le stress climatique a été d'une grande importance dans
l'évolution des plantes car elles ont à terme pu coloniser des milieux
qui étaient restés hostiles à la croissance durant plusieurs années.
- L'avantage collectif avec l'étalage du temps d'émergence des
semis : la germination des graines produites une année donnée se fait sur plusieurs années consécutives.
- L'avantage individuel pour le semis qui
germe lorsque les conditions sont préférables pour lui.
Inconvénients de la dormance :
- La plante-mère doit s'investir dans des mécanismes permettant la dormance et perd ainsi de l'énergie.
- L'attente créée une perte de temps pour la
pousse de la nouvelle plante.
- Il existe un risque de mortalité durant la
dormance.
La dormance de la graine de l'érable
Nous avons souhaité réunir les informations sur les différentes dormances qui concernent les fruits de l'érable dans un tableau afin de résumer ce que nous avons appris. Nous pouvons ainsi mieux comprendre les causes de la dormance chez la samare en lien avec les parties qui la composent.
Dans le tableau ci-dessous, "conditions favorables" désigne des conditions
du milieu idéales pour la germination d'une graine mature.
-
Dormances et inhibitions ne sont pas des phénomènes du tout ou rien.
-
Ce qui a été dit concerne les plantes de climat tempéré froid. Dans les climats à saison sèche (climat méditerranéen, climat tropical sec), ce sont les conditions chaudes et sèches (mauvaise saison) qui peuvent déterminer les levées de dormance.
Ces phénomènes ne sont pas aussi schématiques que présentés dans le tableau :
Exemple : le cas de l'érable Sycomore
La graine présente un phénomène de dormance imposée par l'embryon à laquelle vient s'ajouter une légère inhibition tégumentaire. Cette dormance est très profonde car elle nécessite pour être éliminée 7 à 20 semaines de prétraitement au froid humide suivant les lots.
Cependant le tégument de la graine n'est pas le seul obstacle ici puisque l'embryon détaché de la graine et nourri artificiellement ne germe pas non plus. L'embryon de la graine de l'érable est complet mais n'a pas accumulé assez de réserves nécessaires au moment où elle est libérée. La germination dépend donc d'une gamme déterminée de températures, la graine peut ainsi mûrir avec des températures basses par exemple, avant de germer lorsque le sol se réchauffe.
Expérience: faire pousser un arbre
Nous avons maintenant compris ce qu'était la dormance. Pour en mesurer l'efficacité, nous avons mis en place un protocole d'expérience permettant de faire germer des graines d'érable afin d'obtenir un semis. Le but est d'accélérer chez nous le phénomène qui se déroule dans la nature.
Que faisons-nous?
But :
- Lever la dormance des graines et observer une possible différence avec celles restées dans le froid de l'hiver.
- Simuler l'hiver et observer une germination avant le printemps pour voir si l'efficacité de la dormance est réelle.
Matériel:
- Une quinzaine de graines qui ont été ramassées à l'automne
- Des petits pots
- De la terre
- Un sachet de congélation (type Ziploc)
- De l'eau
Protocole :
- Fournir le besoin en froid dont ont besoin certaines plantes pour leur permettre une bonne germination de façon synthétique, c'est-à-dire reproduire ce phénomène biologique appelé vernalisation grâce à une expérience appelée stratification.
Une
technique de vernalisation des grosses semences consiste à utiliser
le réfrigérateur :
- Les
graines sont mises dans un mélange 50/50 sable / tourbe humidifiée qui remplit les 3/4 des pots.
- On répète le processus pour cinq pots différents.
- On pose les pots dans une coupe.
- On remplit la coupe d'eau.
- On met le tout dans un sac de congélation fermé.
- On place le sac dans le bas du réfrigérateur.
- On vérifie régulièrement
l'humidité du substrat et on remue de temps en temps les semences.
- Passé le délai nécessaire, on vide le
sac sur une table et on récupère les graines.
La
vernalisation des grosses semences suivant ce procédé est surtout
utilisé par les professionnels en chambre froide.
Intérêt:
-une comparaison est faite entre des pots situés en extérieur qui subiront une longue période de froid irrégulière durant l'hiver et des pots situés dans le réfrigérateur.
Illustrations des expériences réalisées
Interprétation :
A ce jour, aucune graine n'a germé, nous ne pouvons donc pas être
témoins du phénomène de dormance accélérée au
réfrigérateur.
Cependant nos échantillons de graines placées au
froid sont de très petite taille. Le nombre de samare dont nous
disposons n'est rien face à celui qu'un unique arbre peut produire.
De plus le phénomène même accéléré se fait en plusieurs
semaines, et la dormance peut parfois durer des années avant de
trouver le moment optimal pour la germination.
Les chances de réussite de cette
expérience étaient faibles...
On peut à nouveau se rendre compte de
la nécessité de produire un grand nombre de fruits, c'est un avantage pour
la dissémination de l'érable puisque les chances de repousse sont
augmentées.