Diversité et évolution de la microsporogenèse chez les palmiers (Arecaceae) en relation avec la détermination du type apertural

• Main Author: Sannier, Julie
• Language: FRE
• Published: Université Paris Sud - Paris XI 2006
• Subjects: [SDV:BV] Life Sciences/Vegetal Biology; Cytocinèse; Evolution; Grain de pollen; Microscopie; Microsporogenèse; Tétrade; Type apertural
• Online Access: http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00469659; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/46/96/59/PDF/Julie_sannier.pdf

La microsporogenèse ou méiose mâle des plantes à graines mène une cellule mère diploïde, appelée microsporocyte, à quatre microspores haploïdes disposées en tétrade et séparées par des parois de callose. Chacune de ces microspores devient ensuite un grain de pollen, le gamétophyte mâle des plantes à graines qui produit les gamètes indispensables à la reproduction sexuée. C'est au cours de la microsporogenèse qu'est déterminé le type apertural des grains de pollen, défini par la forme, le nombre et l'arrangement des apertures à la surface pollinique. Les caractéristiques de la microsporogenèse sont sujettes à variation chez les Angiospermes ; comprendre leur évolution permettrait de mieux appréhender l'évolution du type apertural au sein de ce groupe. Nous avons choisi d'étudier la diversité de la microsporogenèse ainsi que son évolution au sein de la famille des palmiers (Arecaceae). Cette famille d'Angiospermes présente une grande diversité de types polliniques, on s'attend donc à y rencontrer une diversité comparable de la microsporogenèse. Des phylogénies moléculaires récemment publiées et bien soutenues sont disponibles pour cette famille et fournissent le cadre historique nécessaire à l'étude de l'évolution des caractères choisis. Nous avons échantillonné des espèces de palmiers présentant un type pollinique très majoritaire, le pollen monosulqué (une aperture en forme de sillon et localisée au pôle distal du grain de pollen), mais la microsporogenèse s'est avérée très variable entre les espèces et même au sein d'une même espèce. En effet, la cytocinèse peut être successive ou simultanée, voire mixte chez certaines espèces, les parois intersporales se forment de manière centrifuge ou centripète et les tétrades adoptent une grande variété de formes, en proportions variables au niveau interspécifique comme intraspécifique. Ainsi, un même type de pollen peut être produit par diverses voies de développement. Nous avons reconstruit l'évolution de différents caractères de la microsporogenèse susceptibles d'intervenir dans la détermination du type apertural par la méthode du maximum de parcimonie et la méthode du maximum de vraisemblance. Pour cette dernière méthode, deux modèles d'évolution ont été utilisés, le modèle symétrique (taux de transition uniforme) et le modèle asymétrique (taux de transition ≠ taux de réversion). Les caractères de la microsporogenèse étant très variables, l'inférence des états de caractères aux noeuds les plus ancestraux est incertaine. Il semblerait tout de même que la cytocinèse ancestrale à l'ensemble des espèces de palmier échantillonnées soit successive et que les tétrades formées soient tétragonales. Aucune relation entre les différentes composantes de la microsporogenèse n'a pu être soulignée, bien qu'il soit couramment admis dans la littérature que la cytocinèse successive est généralement associée à une formation centrifuge des parois intersporales et à des tétrades tétragonales, tandis que la cytocinèse simultanée est associée à une formation centripète des parois et à des tétrades tétraédriques. Les causes de la remarquable diversité rencontrée chez les palmiers, tant au niveau de la morphologie pollinique que du développement pollinique précoce, restent à élucider. Chez les Arecaceae, la relation suggérée par Ressayre et al. (2002a) entre le type apertural et la microsporogenèse n'a pas pu être mise en évidence, en particulier en raison de l'existence de tétrades tétraédrique irrégulières et de dépôts additionnels de callose variables et asymétriques.