Introduction
Le polypode vulgaire (Polypodium vulgare), également appelé réglisse des bois, est une fougère commune que l'on trouve fréquemment dans les régions tempérées de l'hémisphère nord. Son cycle de vie, typique des Embryophytes, alterne entre une génération sporophytique diploïde et une génération gamétophytique haploïde. Cet article explore en détail les différentes étapes de la reproduction de cette fougère fascinante.
Le Sporophyte : La Génération Productrice de Spores
La partie la plus visible du polypode est la fronde, une feuille "vraie" constituée d'un pétiole et d'un limbe. Les frondes du polypode vulgaire sont persistantes, de couleur vert moyen à vert foncé, et peuvent atteindre jusqu'à 40 cm de long. Elles sont fines à coriaces, lancéolées, oblongues et pennées, composées de pinnules très serrées, étalées, oblongues et linéaires. Les frondes créent un effet sculptural, partant de longs rhizomes charnus et écailleux, brun roux, au goût sucré et amer.
Les parties fertiles du polypode se trouvent sur la face inférieure des frondes, sous forme de petits disques d'aspect granuleux appelés sores. Chaque sore est un amas de dizaines de sporanges, dans lesquels se forment les spores.
La Formation des Spores dans les Sporanges
L'observation d'un sporange au microscope révèle sa structure complexe. Il est constitué d'un filament (pédicelle) portant un petit sac terminal constitué de plusieurs cellules. Le sporange est une enveloppe protectrice pour la sporogenèse, qui se déroule par mitoses puis méiose. La méiose est un processus essentiel qui permet de réduire de moitié le nombre de chromosomes, engendrant des spores haploïdes.
Une structure particulière du sporange est l'anneau mécanique (ou annulus), une file de cellules dont les parois, à l'exception de la face externe, sont épaissies de lignine. La lignine confère à ces cellules une rigidité et une résistance importantes. Cet anneau joue un rôle crucial dans la dispersion des spores.
Lire aussi: L'épiderme en détail
La Déhiscence du Sporange et la Dispersion des Spores
À maturité, le sporange devient sensible aux variations de l'humidité de l'air. Lorsque l'air est suffisamment sec, l'eau contenue dans les cellules de l'anneau mécanique s'évapore. Cette déshydratation provoque une tension qui entraîne la rétractation de l'anneau, dont les branches du U se rejoignent, et simultanément la rupture de la mince paroi du sporange.
Ce mécanisme peut facilement être observé. La déshydratation a un effet marqué sur l'anneau mécanique. Il se produit alors un mouvement vers l'intérieur de la paroi mince et un raccourcissement de proche en proche de la longueur externe de l'annulus. La partie de la paroi rompue du sporange s'ouvre alors vers l'extérieur et la pression interne, qui tend à réunir entre elles les parois, est chassée des cellules.
Les spores, au nombre de 64 par sporange, sont ainsi libérées, parfois même expulsées vers l'extérieur. La production annuelle de spores par un pied de polypode est impressionnante, atteignant plusieurs millions pour un pied de taille moyenne.
Les spores de polypode ont une forme de demi-lune. Elles sont protégées par une paroi résistante constituée de sporopollénine, qui leur permet de résister aux agressions physiques et biotiques. L'intérieur de la spore contient un noyau et une ligne de faiblesse par laquelle s'effectuera la germination, ainsi que des réserves lipidiques sous forme de nombreuses gouttelettes. La taille réduite et les réserves lipidiques rendent la spore facilement dispersable par le vent.
Les spores sont dispersées par le vent et peuvent être transportées sur des distances variables, allant de quelques centimètres à plusieurs milliers de kilomètres. Elles peuvent être retrouvées dans des courants d'altitude, ou jetstream.
Lire aussi: Schéma dentaire enfant : un guide détaillé
Le Gamétophyte : La Génération Productrice de Gamètes
Une spore qui arrive dans des conditions favorables germe. Le développement est d'abord assuré par les réserves lipidiques puis par la photosynthèse. Les mitoses successives forment un prothalle vert, photosynthétique.
Le prothalle est un petit organisme chlorophyllien ayant la forme d'un cœur, mesurant moins d'un centimètre. Il est prostré, c'est-à-dire qu'il se développe très près du sol, et est constitué d'une seule couche de cellules haploïdes, sans différenciation importante hormis des rhizoïdes. Ces derniers fixent l'individu sur son support.
Le prothalle est un individu sexué, hermaphrodite, produisant les gamètes mâles et femelles dans des structures spécialisées : les anthéridies et les archégones, respectivement. Ces deux structures sont des enveloppes constituées de cellules qui protègent la gamétogenèse du milieu aérien.
La Formation des Gamètes
Les anthéridies sont produites vers la pointe du cœur formé par le prothalle. Ce sont de simples sacs sphériques contenant les spermatozoïdes. Les archégones sont produits au niveau de l'échancrure du cœur formé par le prothalle. Ils ont une structure plus complexe : une partie renflée (ventre) contient une oosphère (gamète femelle), tandis qu'une partie allongée (le col) dépasse du prothalle. L'archégone protège la formation de l'oosphère, formée par mitose dans le ventre. Le col dépasse du prothalle.
Les spermatozoïdes sont libérés dans le milieu en présence d'une pellicule d'eau (pluie ou rosée) qui leur permet de nager à une distance pouvant atteindre quelques centimètres. Les anthéridies d'un prothalle étant mâtures avant les archégones, l'autofécondation est limitée. Ce décalage temporel dans la maturité des gamétanges favorise la fécondation croisée, c'est-à-dire entre les spermatozoïdes d'un prothalle et les oosphères d'un autre prothalle.
Lire aussi: Spermatozoïde et ovule
La Fécondation et le Développement du Sporophyte
L'union d'un anthérozoïde avec l'oosphère contenue dans un archégone engendre un zygote diploïde. Celui-ci se divise par mitoses et forme une nouvelle génération de sporophyte, une nouvelle plante entière avec feuilles (frondes), tige (rhizome) et racines. On distingue bien la racine en formation avec des poils absorbants, et deux feuilles avec des tissus vasculaires en différenciation.
Reproduction Asexuée
Enfin, de nombreuses fougères peuvent également se reproduire de façon asexuée par fragmentation du rhizome des sporophytes. La reproduction asexuée est possible également pour les prothalles.
tags: #polypodium #vulgare #reproduction