Structure et formation du pollen

Le pollen est une substance pulvérulente produite par les plantes à graines. Il se compose de grains de pollen (microgamétophytes fortement réduits) qui produisent des gamètes mâles (spermatozoïdes). Grains de pollen ont une coquille dure faite de sporopollénine qui protège les gamétophytes pendant leur mouvement des étamines aux pistils chez les plantes à fleurs, ou des cônes mâles aux cônes femelles chez les gymnospermes. Si le pollen atterrit sur un pistil ou un cône femelle compatible, il germera, produisant des tubes polliniques qui transfèrent le sperme à l'ovule contenant le gamétophyte femelle. Les grains de pollen individuels sont suffisamment petits pour qu'un zoom avant soit nécessaire pour voir les détails. L'étude du pollen s'appelle la palynologie et est très utile en paléoécologie, paléontologie, archéologie et médecine légale. Le pollen des plantes est utilisé pour transférer le matériel génétique mâle haploïde des anthères d'une fleur au stigmate d'une autre fleur lors de la pollinisation croisée. Dans le cas de l'autopollinisation, le processus se produit des anthères d'une fleur au stigmate de la même fleur.Le pollen est rarement utilisé comme aliment et complément alimentaire.Il est souvent contaminé par des pesticides en raison des pratiques agricoles.

Structure et formation

Formation

Le pollen est produit dans les microsporanges des cônes mâles des conifères ou d'autres gymnospermes ou dans les anthères des fleurs d'angiospermes.Les grains de pollen se présentent sous une grande variété de formes, de tailles et de marques de surface spécifiques à l'espèce (voir micrographie électronique, à droite).Les grains de pollen de pins, de sapins et d'épinettes sont ailés.Le plus petit grain de pollen, Forget-me-not (Myosotis spp.) ont un diamètre de 2,5 à 5 µm (0,005 mm). Les grains de pollen de maïs sont gros, d'environ 90 à 100 µm. La plupart des pollens de graminées mesurent environ 20 à 25 µm.Chez les angiospermes, au cours du développement de la fleur, les anthères sont constituées d'un grand nombre de cellules indifférenciées, à l'exception d'un derme partiellement différencié. Au fur et à mesure que la fleur se développe, quatre groupes de cellules sporogènes se forment au sein de l'anthère. Les cellules sporogènes fertiles sont entourées d'une cellule stérile. couche qui pousse dans la paroi de l'anthère.Certaines cellules se transforment en cellules végétatives qui nourrissent les microspores formées par les cellules sporogènes lors de la méiose.

Dans un processus appelé microsporogenèse, après la méiose, chaque cellule sporogène diploïde (cellule mère de microspore, cellule mère de pollen ou cellule mère) produit quatre microspores haploïdes. Après la formation des quatre microspores contenues dans la paroi calleuse, la paroi du grain de pollen commence à développer. La paroi du cal est décomposée par une enzyme appelée cal, et les grains de pollen libérés deviennent plus gros et prennent leur forme caractéristique, formant une paroi externe résistante appelée exine et une paroi interne appelée paroi interne. est conservé dans les archives fossiles. Deux types de base de microsporogenèse sont reconnus, simultanés et séquentiels. Dans la microsporogenèse simultanée, les étapes méiotiques I et II sont terminées avant la cytokinèse, alors que dans la microsporogenèse séquentielle, la cytokinèse suit. Bien qu'un continuum de formes intermédiaires puisse exister, les types de microsporogenèse ont une signification systématique. La forme principale chez les monocotylédones est continue, mais il existe des exceptions importantes.Au cours de la microgamétogenèse, les microspores unicellulaires subissent une mitose et se transforment en microgamétophytes matures contenant des gamètes. Chez certaines plantes à fleurs, la germination du grain de pollen peut même commencer avant qu'il ne quitte le microsporange, la cellule germinale qui forme les deux spermatozoïdes.

Structure

À l'exception de certaines plantes submergées, les grains de pollen matures ont des parois doubles. Les cellules végétatives et germinales sont entourées d'une paroi cellulosique fine et fragile inaltérée appelée endospore ou paroi interne, et d'une paroi cutanée externe dure composée principalement de sporopollénine, appelée exospore ou exine. Les parois extérieures sont souvent épineuses ou verruqueuses, ou ont diverses sculptures, marquant des caractéristiques qui sont souvent utiles pour identifier le genre, l'espèce ou même les cultivars ou les individus. Les épines peuvent être inférieures à 1 micron de longueur (spinulus, pluriel spinuli), appelé spinulose (scabrate), ou plus long que 1 micron (echina, echinae), appelé echinate. Divers termes décrivent également la sculpture, comme la réticulation, un aspect en forme de filet composé d'éléments (murus, muri) séparés les uns des autres par des cavités (pluriel lumina). Ces structures maillées peuvent également être appelées brochi.La paroi pollinique protège le sperme lorsque le grain de pollen se déplace de l'anthère au stigmate;il protège le matériel génétique vital de la dessiccation et du rayonnement solaire. La surface du grain de pollen est recouverte de cires et de protéines qui sont maintenues en place par des structures appelées éléments sculpturaux à la surface du grain.La paroi externe du pollen, qui empêche le grain de pollen de rétrécir et d'écraser le matériel génétique pendant le séchage, se compose de deux couches. Ces deux couches sont le tectum et la couche de pied, qui se trouve juste au-dessus des viscères.Les couches de la canopée et du pied sont séparées par des zones appelées colonnes, constituées de tiges de renforcement. La paroi extérieure est constituée d'un biopolymère résistant appelé sporopollénine.Les pores polliniques sont des régions de la paroi pollinique qui peuvent impliquer un amincissement de l'exine ou une réduction marquée de l'épaisseur de l'exine.

Ils permettent au grain de rétrécir et de se dilater en raison des changements de teneur en humidité. Le processus de rétrécissement du grain s'appelle l'harmonie.Les pores allongés ou rainures dans le grain de pollen sont appelés colpi (singulier : colpus) ou sulci (singulier : sulcus). Les pores plus circulaires sont appelés pores.Colpi, sulci et pores sont les principaux caractères permettant d'identifier les classes de pollen.Le pollen peut être appelé aporeux (sans pores) ou aporeux (avec pores).Les pores peuvent avoir des couvertures (opercules) et sont donc décrits comme couverts.Cependant, le terme la non-ouverture couvre un large éventail de types morphologiques, tels que la non-ouverture fonctionnelle (pore cryptique) et le pore entièrement ouvert. Les grains de pollen insaturés ont généralement des parois minces, ce qui facilite la germination des tubes polliniques à n'importe quelle position. se référer au nombre de pores présents (un et trois, respectivement). Spiraperturate signifie qu'un ou plusieurs pores sont en forme de spirale.L'orientation du sillon (par rapport à la tétrade d'origine des microspores) classe le pollen comme sillonné ou sillonné.Lorsque le grain de pollen est dans une tétrade, il y a une rainure au milieu de la surface extérieure de l'auge à pollen.Si le pollen a un seul sillon, il est décrit comme un seul sillon, avec deux sillons, comme un double sillon, ou plus, comme un multisillon. Le pollen de Colpate peut également être décrit comme polycolpate s'il y a plus de deux rides au milieu de la surface externe. les grains de pollen ont deux colpes ou plus fusionnés à leur extrémité. Les pollens d'eudicots ont trois colpes (tricolpate) ou ont une forme évoluée à partir du pollen tricolpate. La tendance évolutive des plantes va du pollen à une fente à plusieurs fentes ou poreux.De plus, les grains de pollen de gymnospermes ont souvent des sacs aériens ou des vésicules appelées vésicules. Les sacci ne sont pas réellement des ballons, mais spongieux, ce qui augmente la flottabilité du grain de pollen et l'aide à flotter dans le vent, car la plupart des gymnospermes sont des plantes éoliennes. Pollen peut être unicastique (contient un sac) ou dikystique (contient deux sacs).Les pins, les épinettes et les bois jaunes modernes produisent tous du pollen de sac.