Gamétophyte

Le gamétophyte est, chez les végétaux, la génération du cycle de vie qui produit les gamètes. En d'autres termes, c'est l'individu^[pas clair] issu d'une spore et produisant des gamètes.

Schéma du cycle reproductif des Embryophytes.

Gamétophytes chez les plantes

Évolution des plans d'organisation des plantes terrestres. Innovation gamétophytique (barre grise) et sporophytique (barre noire) en lien avec le développement de ces plans d'organisation et la sortie des eaux.

Chez les algues, les situations sont variées : cycle haplophasique (Chlamydomonas, Ulothrix, spirogyre), cycle haplo-diplophasique (ulve, Dictyota), cycle diplophasique (Fucus, Codium, Diatomées), cycle à trois générations successives (algues rouges), chacun des stades haploïde ou diploïde étant pluricellulaire[1].

Chez les mousses (Bryophytes), le gamétophyte est constitué par l'axe feuillé cylindrique, qui est la partie la plus visible de la plante. Cependant ce peut être aussi une lame thalloïde (comme Marchantia) ou une tige feuillet aplatie dorso-ventralement.

Chez les fougères (Ptéridophytes), le gamétophyte est le prothalle.

Chez les Angiospermes, plantes à fleur, le gamétophyte femelle est le sac embryonnaire, qui contient l'oosphère (gamète femelle) et le gamétophyte mâle est réduit au grain de pollen, structure bi- ou tricellulaire donnant des gamètes mâles.

Rôle

Le gamétophyte assure la jonction entre la méiose et la fécondation ainsi que la dispersion des gènes.

Au cours de l'histoire évolutive des végétaux, on assiste à une réduction de la phase gamétophytique (réduction de taille mais aussi du temps de vie) au profit de la phase sporophytique. Une hypothèse est que la réduction de cette phase gamétophytique du cycle biologique au cours de la conquête des terres (milieu difficile) pourrait être que la diploïdie du sporophyte autorise le masquage de l'expression de mutations délétères (provenant d'une exposition aux UV) par complémentation génétique[2]^,[3]. Ce phénomène est bien caractérisé chez les végétaux terrestres, mais il s'observe aussi chez les formes des algues considérées comme plus évoluées (Laminariales, Fucales chez lesquelles le gamétophyte cesse d'exister en tant qu'organisme indépendant) et surtout chez les Charophytes qui développent une protection du jeune individu diploïde en différenciant des oogones (organes ovoïdes à paroi indurée) qui contiennent un zygote en état de latence[4]. Enfin, le développement parasite du gamétophyte femelle au sein des tissus du sporophyte permet une meilleure protection vis-à-vis des conditions instables et agressives de l'environnement (milieu terrestre pour les embryophytes, zone de balancement des marées pour les macroalgues). Avec les Spermatophytes, on observe une réduction extrême de la phase gamétophytique (elle ne comporte plus que quelques cellules) avec une endoprothallie et une organisation très spécifique de l'ensemble sous forme de deux structures particulières : l'ovule pour la partie femelle et le grain de pollen pour la partie mâle. Celles-ci rendent la fécondation quasi indépendante de l'eau grâce aux vecteurs de pollinisation[5].

Chez les plantes à graines, les grains de pollen (microgamétophytes mâles, équivalent fonctionnels des spermatozoïdes) participent activement à la vigueur du sporophyte. Les stratégies adaptatives des organes floraux et des structures polliniques optimalisant la libération, le transfert et la réception du pollen sur le pistil, favorisent en effet la compétition pollinique. Les gamétophytes mâles interviennent ainsi dans les processus d'évolution[6].

Notes et références

Jean-Claude Roland, Hayat El Maarouf Bouteau, François Bouteau, Atlas de biologie végétale, Dunod, 2008, p. 34.
(en) H. Bernstein, G.S. Byers et R.E. Michod, « Evolution of sexual reproduction: Importance of DNA repair, complementation, and variation », The American Naturalist, vol. 117, n^o 4,‎ 1981, p. 537–549 (DOI 10.1086/283734).
(en) R.E. Michod et T.W. Gayley, « Masking of mutations and the evolution of sex », The American Naturalist, vol. 139, n^o 4,‎ 1992, p. 706–734 (DOI 10.1086/285354).
Jacqueline Cabioc'h, Jean-Yves Floc'h, Alain Le Toquin, Charles François Boudouresque, Alexandre Meinesz, Marc Verlaque, Guide des algues des mers d'Europe, Delachaux et Niestlé, 2006, p. 126.
Rodolphe-Edouard Spichiger, Vincent V. Savolainen, Murielle Figeat-Hug, Daniel Jeanmonod, Botanique systématique des plantes à fleurs: une approche phylogénétique nouvelle des angiospermes des régions tempérées et tropicales, PPUR presses polytechniques, 2002, p. 17.
(en) David L. Mulcahy, Gamete Competition in Plants and Animals, North Holland Publishing Company, 1975, p. 126.

Voir aussi

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[1] Jean-Claude Roland, Hayat El Maarouf Bouteau, François Bouteau, Atlas de biologie végétale, Dunod, 2008, p. 34.

[2] (en) H. Bernstein, G.S. Byers et R.E. Michod, « Evolution of sexual reproduction: Importance of DNA repair, complementation, and variation », The American Naturalist, vol. 117, n^o 4,‎ 1981, p. 537–549 (DOI 10.1086/283734).

[3] (en) R.E. Michod et T.W. Gayley, « Masking of mutations and the evolution of sex », The American Naturalist, vol. 139, n^o 4,‎ 1992, p. 706–734 (DOI 10.1086/285354).

[4] Jacqueline Cabioc'h, Jean-Yves Floc'h, Alain Le Toquin, Charles François Boudouresque, Alexandre Meinesz, Marc Verlaque, Guide des algues des mers d'Europe, Delachaux et Niestlé, 2006, p. 126.

[5] Rodolphe-Edouard Spichiger, Vincent V. Savolainen, Murielle Figeat-Hug, Daniel Jeanmonod, Botanique systématique des plantes à fleurs: une approche phylogénétique nouvelle des angiospermes des régions tempérées et tropicales, PPUR presses polytechniques, 2002, p. 17.

[6] (en) David L. Mulcahy, Gamete Competition in Plants and Animals, North Holland Publishing Company, 1975, p. 126.