La transmission de la vie chez les espèces
Quatrième · SVT · Le vivant et son évolution
Le vivant et son évolution
Deux façons de transmettre la vie
Une oursine libère ses gamètes dans l'eau de mer, un fraisier envoie une tige rampante qui prend racine un peu plus loin, une chatte met bas cinq chatons. Trois scènes très différentes, une seule et même fonction : la reproduction. Sans elle, aucune espèce ne se maintiendrait au-delà d'une génération. Mais le vivant a inventé deux grandes stratégies pour y parvenir.
| Reproduction sexuée | Reproduction asexuée | |
|---|---|---|
| Nombre de parents | Deux (ou un individu produisant les deux types de gamètes) | Un seul |
| Gamètes et fécondation | Oui | Non |
| Descendants | Différents des parents et différents entre eux | Identiques au parent (clones) |
| Avantage principal | Diversité : l'espèce peut s'adapter à un milieu qui change | Rapidité et efficacité : colonisation express d'un milieu favorable |
| Exemples | Grenouille, chat, cerisier, oursin, être humain | Fraisier par stolons, bouturage, division des bactéries, bulbes |
Où a lieu la fécondation ?
Dans la reproduction sexuée, tout se joue sur une rencontre : celle des deux gamètes. Or les gamètes sont des cellules fragiles, et le gamète mâle a besoin d'un milieu liquide pour se déplacer. Deux solutions existent dans la nature, et elles séparent nettement le monde aquatique du monde terrestre.
- Fécondation externe : les deux parents libèrent leurs gamètes dans l'eau, et la rencontre se fait à l'extérieur de leur corps. C'est le cas de la plupart des poissons, des oursins, des moules et des grenouilles. Elle n'est possible qu'en milieu aquatique.
- Fécondation interne : les gamètes mâles sont déposés à l'intérieur du corps de la femelle lors d'un accouplement, et la rencontre s'y déroule à l'abri. C'est le cas des mammifères, des oiseaux, des reptiles et des insectes. Elle permet la conquête du milieu terrestre, où des gamètes libérés à l'air libre sécheraient aussitôt.
Après la fécondation : ovipare ou vivipare
Une fois la cellule-œuf formée, le développement du nouvel individu peut se dérouler de deux façons. Chez les espèces ovipares, la femelle pond des œufs et l'embryon s'y développe à l'extérieur du corps maternel, en puisant dans les réserves de l'œuf (poule, grenouille, tortue, papillon). Chez les espèces vivipares, l'embryon se développe dans le corps de la mère, qui lui apporte directement ce dont il a besoin, et le petit naît déjà formé (chat, vache, être humain, dauphin).
Le cas des plantes à fleurs
Les plantes à fleurs pratiquent elles aussi la reproduction sexuée, avec le même schéma : deux gamètes, une fécondation, un nouvel individu. Le gamète mâle est contenu dans le grain de pollen, produit par les étamines ; le gamète femelle, l'ovule, se trouve dans le pistil. Comme une plante ne se déplace pas, elle a besoin d'un intermédiaire pour transporter le pollen d'une fleur à l'autre : c'est la pollinisation, assurée par les insectes (abeilles, papillons) ou par le vent. Après la fécondation, l'ovule devient une graine et le pistil se transforme en fruit.
Le vivant et son évolution
Reproduction, peuplement des milieux et influence humaine
Se reproduire ne suffit pas : encore faut-il que les descendants survivent et trouvent une place. C'est la reproduction, combinée aux conditions du milieu, qui explique pourquoi telle espèce prospère ici et disparaît là. Comprendre cela, c'est comprendre comment se peuple un milieu — et comment l'action humaine peut le bouleverser.
Le milieu commande
La reproduction d'une espèce n'a pas lieu n'importe quand ni n'importe où. Elle dépend étroitement de conditions du milieu : la température, la durée du jour, l'humidité, la quantité de nourriture disponible, la présence d'abris ou de partenaires. Voilà pourquoi la plupart des oiseaux de nos régions nichent au printemps : les jours s'allongent, la température remonte et les insectes réapparaissent en abondance, exactement au moment où il faudra nourrir les jeunes. Se reproduire en novembre serait une condamnation.
Coloniser un nouveau milieu
Comment une espèce s'installe-t-elle dans un endroit où elle n'était pas ? Grâce à des formes de dispersion : des stades particuliers du cycle de vie, souvent résistants et facilement transportables, capables de voyager loin de leur lieu d'origine. Parmi elles, la graine mérite une attention particulière : c'est à la fois une forme de dispersion (elle permet d'aller loin) et une forme de résistance (elle peut attendre, parfois des années, que les conditions redeviennent favorables avant de germer). Cette double fonction explique le succès considérable des plantes à fleurs sur les continents.
| Forme de dispersion | Exemple | Moyen de transport |
|---|---|---|
| Graine | Pissenlit, érable, cerisier | Vent, animaux (dans le pelage ou par les excréments), eau |
| Spore | Fougère, mousse, champignon | Vent, très légères et produites en très grand nombre |
| Larve | Moule, oursin, méduse | Courants marins |
| Individu adulte | Oiseau migrateur, insecte volant | Déplacement actif de l'animal lui-même |
L'influence de l'être humain
Les activités humaines modifient en permanence les conditions de reproduction et de peuplement des milieux, dans les deux sens.
- Effets négatifs : destruction ou fragmentation des habitats (urbanisation, routes), pollutions, pesticides qui déciment les insectes pollinisateurs, surpêche qui prélève les adultes reproducteurs plus vite qu'ils ne se renouvellent, réchauffement climatique qui décale les saisons de reproduction.
- Introduction d'espèces : une espèce introduite hors de son milieu d'origine (frelon asiatique, jussie dans les rivières) peut s'y reproduire sans prédateur naturel, proliférer et concurrencer les espèces locales.
- Effets positifs : création de réserves naturelles, réintroduction d'espèces disparues localement, passages à faune au-dessus des routes, jachères fleuries et haies favorables aux pollinisateurs, quotas de pêche laissant aux populations le temps de se renouveler.
- En agriculture : bouturage, greffe et culture de clones permettent de multiplier rapidement une variété intéressante — au prix d'une diversité génétique très faible, donc d'une grande vulnérabilité aux maladies.
Exercices corrigés
Qu'est-ce qui caractérise la reproduction sexuée ?
- A.Elle produit des descendants identiques au parent
- B.Elle ne concerne que les animaux, jamais les végétaux
- C.Elle fait intervenir deux gamètes qui fusionnent lors de la fécondationBonne réponse
- D.Elle ne nécessite qu'un seul individu et aucune cellule reproductrice
Réponse : C — Elle fait intervenir deux gamètes qui fusionnent lors de la fécondation
La reproduction sexuée repose sur la rencontre de deux gamètes, un mâle et un femelle, qui fusionnent lors de la fécondation pour former une cellule-œuf. Le nouvel individu est donc différent de ses deux parents : c'est une source de diversité. Les descendants identiques au parent (clones) sont au contraire le résultat de la reproduction ASEXUÉE. Et la reproduction sexuée existe bel et bien chez les végétaux : les plantes à fleurs l'utilisent, avec le pollen et l'ovule.
Chez la grenouille et chez de nombreux poissons, la fécondation est dite externe. Cela signifie que…
- A.les gamètes sont libérés dans l'eau et s'y rencontrent, hors du corps des parentsBonne réponse
- B.les petits se développent hors du corps de la mère, dans un œuf
- C.la femelle est fécondée par plusieurs mâles à la fois
- D.la fécondation a lieu à l'extérieur du milieu aquatique, sur la terre ferme
Réponse : A — les gamètes sont libérés dans l'eau et s'y rencontrent, hors du corps des parents
Fécondation externe veut dire que la rencontre des gamètes se fait à l'EXTÉRIEUR du corps des parents : les deux libèrent leurs gamètes dans l'eau, où la fécondation se produit. Elle n'est donc possible qu'en milieu aquatique, car des gamètes libérés à l'air libre sécheraient immédiatement. Attention à ne pas confondre avec l'oviparité : un développement dans un œuf pondu concerne ce qui se passe APRÈS la fécondation, c'est une tout autre question.
Le fraisier peut se multiplier grâce à des tiges rampantes, les stolons, qui prennent racine et donnent de nouveaux plants. De quel type de reproduction s'agit-il ?
- A.Une reproduction sexuée sans fleur
- B.Une reproduction asexuéeBonne réponse
- C.Une pollinisation par le vent
- D.Une fécondation externe
Réponse : B — Une reproduction asexuée
Ici, aucun gamète et aucune fécondation ne sont impliqués : un seul individu produit de nouveaux plants à partir d'une partie de lui-même. C'est donc une reproduction asexuée, et les nouveaux fraisiers sont des clones, génétiquement identiques au pied d'origine. Le même fraisier peut d'ailleurs aussi se reproduire de façon sexuée, par ses fleurs puis ses graines : une espèce peut très bien pratiquer les deux modes de reproduction.
Chez une plante à fleurs, quels sont les deux éléments qui s'unissent lors de la fécondation ?
- A.Le fruit et la graine
- B.La racine et la tige
- C.Le grain de pollen et l'ovuleBonne réponse
- D.Le pétale et l'étamine
Réponse : C — Le grain de pollen et l'ovule
Chez les plantes à fleurs, le gamète mâle est contenu dans le grain de pollen (produit par les étamines) et le gamète femelle est l'ovule (situé dans le pistil). Leur union est la fécondation. Ensuite, et seulement ensuite, l'ovule devient une GRAINE et le pistil se transforme en FRUIT : le fruit et la graine sont donc des résultats de la fécondation, pas ses acteurs. Pétales, racines et tiges ne sont pas des cellules reproductrices.
Pourquoi les espèces à fécondation externe produisent-elles des quantités énormes de gamètes ?
- A.Parce que leurs gamètes sont beaucoup plus petits que ceux des autres espèces
- B.Parce qu'il faut plusieurs spermatozoïdes pour féconder un seul ovule
- C.Parce que leurs gamètes ne peuvent se rencontrer qu'une fois par an
- D.Parce que les pertes sont massives : la plupart des gamètes et des jeunes ne survivent presque jamaisBonne réponse
Réponse : D — Parce que les pertes sont massives : la plupart des gamètes et des jeunes ne survivent presque jamais
En fécondation externe, les gamètes sont lâchés dans l'immensité de l'eau : beaucoup ne se rencontrent jamais, sont emportés par les courants ou consommés. Les œufs et les larves qui en résultent ne bénéficient d'aucune protection parentale et sont massivement prédatés. Produire des millions de gamètes est la façon de compenser ces pertes. La règle générale à retenir : moins une espèce protège ses descendants, plus elle en produit. Attention, un seul spermatozoïde féconde un ovule, jamais plusieurs.
Un jardinier coupe un rameau de rosier et le replante : il donne un nouveau pied de rosier. Que peut-on dire de ce nouveau plant ?
- A.Il est différent du rosier d'origine, car il a poussé dans une autre terre
- B.Il est génétiquement identique au rosier d'origine : c'est un cloneBonne réponse
- C.Il est issu de la fusion de deux gamètes du rosier
- D.Il produira nécessairement des fleurs d'une autre couleur
Réponse : B — Il est génétiquement identique au rosier d'origine : c'est un clone
Le bouturage est une reproduction asexuée : aucun gamète, aucune fécondation, un seul individu à l'origine. Le nouveau plant est donc génétiquement identique au rosier d'origine, c'est un clone, et il donnera les mêmes fleurs. C'est précisément l'intérêt de la technique pour les jardiniers et les agriculteurs : reproduire à l'identique une variété intéressante. Le sol peut influencer sa vigueur ou sa taille, mais pas son patrimoine génétique. Le revers de la médaille est une diversité nulle, donc une grande vulnérabilité aux maladies.
Une espèce ovipare est une espèce…
- A.qui se reproduit sans gamètes
- B.dont les petits naissent déjà formés du corps de la mère
- C.qui vit uniquement dans l'eau
- D.dont la femelle pond des œufs, où l'embryon se développeBonne réponse
Réponse : D — dont la femelle pond des œufs, où l'embryon se développe
Chez une espèce ovipare, la femelle pond des œufs et l'embryon s'y développe à l'extérieur de son corps, en puisant dans les réserves contenues dans l'œuf : c'est le cas de la poule, de la grenouille, de la tortue ou du papillon. Un petit qui naît déjà formé du corps de la mère caractérise au contraire une espèce VIVIPARE. L'oviparité n'a aucun rapport avec le milieu de vie : la tortue terrestre et l'aigle sont ovipares, alors que le dauphin, qui vit dans l'eau, est vivipare.
Parmi ces animaux, lequel est vivipare ?
- A.Le dauphinBonne réponse
- B.La poule
- C.La tortue
- D.La grenouille
Réponse : A — Le dauphin
Le dauphin est un mammifère : l'embryon se développe dans le corps de la mère et le petit naît déjà formé, c'est la définition d'une espèce vivipare. Le fait qu'il vive dans l'eau ne change rien — c'est justement le piège de cette question. La poule, la tortue et la grenouille pondent toutes des œufs dans lesquels l'embryon se développe : elles sont ovipares. À noter au passage : poule et tortue ont une fécondation INTERNE tout en étant ovipares, ce qui montre bien que les deux notions sont indépendantes.
Quelle différence essentielle existe entre les descendants issus d'une reproduction sexuée et ceux issus d'une reproduction asexuée ?
- A.Les premiers sont toujours plus nombreux que les seconds
- B.Les premiers sont tous différents, les seconds sont des clones identiques au parentBonne réponse
- C.Les premiers grandissent plus vite que les seconds
- D.Il n'y a franchement aucune différence entre les deux
Réponse : B — Les premiers sont tous différents, les seconds sont des clones identiques au parent
C'est LA différence fondamentale du chapitre. La reproduction sexuée combine deux gamètes issus de deux parents : chaque descendant reçoit une combinaison unique et diffère donc de ses parents comme de ses frères et sœurs. La reproduction asexuée, elle, produit des copies génétiquement identiques au parent unique : des clones. Cela n'a rien à voir avec le nombre de descendants ni avec leur vitesse de croissance. Et cette différence a une conséquence majeure : seule la diversité issue de la reproduction sexuée permet à une population de résister à un changement du milieu.
Qu'est-ce que la pollinisation ?
- A.Le transport du pollen d'une fleur vers une autre, par les insectes ou par le ventBonne réponse
- B.La transformation du pistil en fruit après la fécondation
- C.La germination d'une graine plantée dans le sol
- D.La fusion du pollen et de l'ovule dans le pistil
Réponse : A — Le transport du pollen d'une fleur vers une autre, par les insectes ou par le vent
Une plante ne peut pas se déplacer pour aller à la rencontre d'une autre : elle a donc besoin d'un intermédiaire pour transporter son pollen. C'est la pollinisation, assurée par les insectes (abeilles, papillons, attirés par le nectar et les couleurs) ou par le vent. Attention à la nuance : la pollinisation est le TRANSPORT, elle précède la fécondation, qui est la fusion des gamètes proprement dite. La transformation du pistil en fruit et la germination viennent, elles, bien plus tard.
Pourquoi dit-on que la graine est à la fois une forme de dispersion et une forme de résistance ?
- A.Parce qu'elle est très lourde et reste toujours sous la plante mère
- B.Parce qu'elle se reproduit toute seule sans jamais germer
- C.Parce qu'elle peut être transportée loin et attendre des années des conditions favorables pour germerBonne réponse
- D.Parce qu'elle empêche les autres plantes de pousser autour d'elle
Réponse : C — Parce qu'elle peut être transportée loin et attendre des années des conditions favorables pour germer
La graine cumule deux atouts. Dispersion d'abord : transportée par le vent, l'eau ou les animaux, elle permet à l'espèce de coloniser des milieux parfois très éloignés de la plante mère. Résistance ensuite : protégée par son enveloppe et pourvue de réserves, elle peut rester en vie sans germer, parfois plusieurs années, en attendant que la température et l'humidité redeviennent favorables. Cette double fonction explique le succès considérable des plantes à fleurs sur les continents.
Pourquoi la plupart des oiseaux de nos régions se reproduisent-ils au printemps ?
- A.Parce que les jours sont plus courts, ce qui favorise la ponte
- B.Parce que c'est la seule saison où ils sont capables de produire des gamètes
- C.Parce que le froid est nécessaire au développement des œufs
- D.Parce que la température remonte, les jours s'allongent et la nourriture redevient abondante pour élever les jeunesBonne réponse
Réponse : D — Parce que la température remonte, les jours s'allongent et la nourriture redevient abondante pour élever les jeunes
La reproduction est déclenchée et limitée par les conditions du milieu. Au printemps, trois facteurs se combinent : l'allongement de la durée du jour, la remontée des températures et le retour en masse des insectes. Les jeunes arrivent donc précisément au moment où il y a de quoi les nourrir, ce qui maximise leurs chances de survie. Se reproduire en automne ou en hiver reviendrait à faire éclore des oisillons alors que la nourriture manque et que le froid s'installe.
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