Les plantes provenaient à l'origine de milieux marins, où elles dépendaient de l'eau pour transporter leurs gamètes afin de se reproduire. Lorsque les plantes se sont installées sur la terre ferme, l'eau n'était pas toujours présente pour le transfert des gamètes. Les plantes à graines - les gymnospermes et les angiospermes - ont développé la stratégie consistant à enfermer le germoplasme tendre dans une graine qui résiste aux environnements terrestres rudes. La taille et la forme des graines varient énormément, allant des graines d’orchidées ressemblant à de la poussière aux très grosses graines du cocotier (Cocos nucifera).
credit: isuaneye / iStock / Getty ImagesUne vue aérienne de graines d'orchidées sauvages destinées à la plantation.Bases de semences
Comprendre la structure de la graine est utile pour comprendre les fonctions de la graine. Les graines ont un tégument externe qui varie de fin et papery à hard-rock. À l'intérieur de la graine se trouve l'embryon et habituellement une sorte de nutrition appelée endosperme. Les feuilles de la graine, ou cotylédons, peuvent également contenir une source de nourriture. L'approvisionnement en nourriture soutient le semis en germination jusqu'à ce qu'il ait une racine et puisse produire sa propre nourriture. Les graines peuvent aussi avoir des structures accessoires qui leur sont attachées et qui proviennent des parois des ovaires ou de différentes parties persistantes de la fleur.
Perpétuation de l'espèce
La fonction la plus fondamentale d'une graine est de maintenir une espèce. Tous les mécanismes fonctionnels fonctionnent ensemble pour maintenir l’embryon de plante en vie dans la graine jusqu’à ce que les conditions soient propices à la germination de la graine, avec une chance pour la survie du semis. Un certain nombre de facteurs influent sur la germination des graines, notamment la quantité de lumière solaire reçue, ainsi que l'humidité et la température. Une espèce disparaît si les graines ne peuvent pas produire de semis qui fleurissent et produisent des graines à leur tour.
Dispersion de graine
Si les graines tombent à côté de la plante mère, les semis deviennent encombrés et se font concurrence, de même que la plante mère, ce qui nuit à la survie de l'espèce. Les graines voyagent au moyen de l'eau, du vent et des animaux qui passent. La noix de coco, résistante aux zones de rusticité 10b à 11 du Département de l’agriculture des États-Unis, flotte sur l’eau de mer. Les plantes annuelles et les herbes ont des graines légères transportées par le vent. Certaines graines se dispersent dans des structures formées par l'ovaire. Des exemples sont les fruits comestibles tels que les pommes (Malus domestica), les rustiques des zones USDA 3 à 8 ou les baies mangées par les oiseaux. Les graines contenues dans les fruits comestibles ont généralement un tégument dur qui survit au passage dans le tube digestif de l'animal. D'autres graines sont intégrées dans des structures équipées d'éperons ou de crochets et d'auto-stop sur les animaux domestiques, la faune et les randonneurs.
Capsules de temps de vie
Les plantes qui poussent dans des environnements difficiles peuvent durer longtemps, parfois des décennies, avant que les conditions de germination favorables à une espèce donnée ne soient réunies. Dans ce cas, les graines ressemblent à des capsules temporelles programmées, dormant dans le sol en attendant que les conditions propices soient réunies. Les fleurs sauvages du désert annuelles témoignent de la longévité des graines. Dans le désert de Sonora, en Arizona, de bonnes fleurs sauvages du désert ne se sont produites que quatre fois au cours des six décennies écoulées entre 1940 et 1998. Le gagnant de tous les temps pour la longévité des semences est le lotus sacré (Nelumbo nucifera). Selon un rapport de 1995, une graine âgée de 1 300 ans d'un lit de lac en Chine a germé et a grandi.
Source de nourriture de semis
Les graines fournissent à l'embryon qu'elles contiennent suffisamment de nourriture pour les transporter par la germination. L'endosperme peut contenir des glucides, des lipides ou des protéines. Les petites graines à croissance rapide et à croissance rapide ne contiennent généralement pas beaucoup d'endosperme. Pour les semences qui subissent des conditions difficiles pendant de longues périodes, une grande quantité d’endosperme permet la survie des semences et des semis. Les noix de coco survivent en flottant sur des milliers de kilomètres pour atteindre les plages de la côte, où elles peuvent mettre plusieurs mois à germer. La graine fournit un endocarpe abondant sous forme de viande de noix de coco et de lait pour la durée de cette période.
