La fécondation chez les plantes se produit lorsque les gamètes haploïdes se rencontrent pour créer un zygote diploïde, qui se développe en embryon. Chez les gymnospermes (conifères) et les angiospermes (plantes à fleurs), la réunion des gamètes se produit de la manière suivante: les gamètes mâles sont enfermés dans des grains de pollen et sont transportés par le vent ou les insectes vers les organes reproducteurs femelles. Le produit final de la fécondation – l’embryon – est enfermé dans une graine. Pour cette raison, ces deux types de trachéophytes sont appelés plantes à graines. (Voir Structures et fonctions de la plante, La Graine.)

Fécondation des gymnospermes

Le gamétophyte femelle contient plusieurs archégones, d’où proviennent et se développent les ovules. Legamétophyte lui-même est entouré de couches de sporanges et de tégument; tous ces éléments comprennent un ovule, qui se trouve à la surface d’un cône femelle. La fécondation se produit lorsque les grains de pollen (gamétophytes mâles) sont portés par le vent jusqu’à l’extrémité ouverte d’un ovule, qui contient les œufs, ou gamétophyte femelle. Là, le grain de pollen développe une excroissance appelée tube pollinique, qui pénètre progressivement dans l’ovule dans l’une des archégonies. Les spermatozoïdes à l’intérieur du pollentube rivalisent ensuite pour féconder l’ovule. Une fois la fécondation effectuée, l’embryon se développe dans le gamétophyte féminin et l’ovule devient la graine, avec une source de nourriture (le tissu gamétophyte) et un tégument (le tégument). Cet embryon, qui deviendra éventuellement un nouveau sporophyte, est constitué de deux feuilles embryonnaires, l’épicotyle et l’hypocotyle.

Fécondation des angiospermes

L’organe reproducteur féminin des angiospermes est le pistil, situé au milieu de la fleur. Comme chez les gymnospermes, le gamétophyte mâle est le grain de pollen. Pour que la fécondation se produise dans la plupart des plantes à fleurs, les insectes ou autres animaux doivent transporter le pollen jusqu’au pistil. Une caractéristique distinctive majeure des angiospermes est la pratique de la double fécondation.

Un ovule d’angiosperme contient un ovule et un noyau de fusion diploïde, qui est créé par la jonction de deux noyaux polaires dans l’ovule. Lorsqu’un grain de pollen entre en contact avec le stigmate, ou le sommet du pistil, il envoie un tube pollinique dans l’ovaire à la base du pistil. Lorsque le tube pollinique pénètre dans l’ovule, il libère deux spermatozoïdes. L’un fusionne avec l’œuf pour créer un zygote diploïde, tandis que l’autre se joint au noyau de fusion pour former un noyau triploïde. Ce noyau triploïde se transforme en endosperme, qui nourrit l’embryon en développement (remplissant le rôle de tissu gamétophyte dans la graine de gymnosperme). Comme chez les gymnospermes, l’ovule devient une graine, enveloppant l’embryon et l’endosperme dans un tégument. Mais contrairement aux gymnospermes, chez les angiospermes, l’ovaire contenant les ovules se développe en un fruit après la fécondation. Le fruit donne aux embryons le double avantage d’une protection supplémentaire contre la dessiccation et d’une dispersion accrue, car il est mangé par des animaux de grande envergure qui excrètent ensuite les graines. (Pour une discussion complète des parties de la fleur contribuant à la reproduction, voir Structures végétales, Fleurs.)

Pour que la fécondation se produise, les angiospermes s’auto-pollinisent, dans lequelune plante particulière se fertilise, ou se pollinisent mutuellement, dans lequel une plante est fécondée par une autre de la même espèce. La pollinisation croisée produit généralement des plantes beaucoup plus vigoureuses, et est encouragée par le développement différentiel des gamétophytes mâles et femelles sur une fleur, ou par le positionnement de ces gamétophytes de sorte que l’auto-pollinisation est difficile.