GAMÈTES

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Gamètes des végétaux

Tendances évolutives générales

On admet que les êtres vivants les plus anciennement apparus sur la Terre (telles les Cyanobactéries ou Cyanophycées ou Algues bleues, qui ont laissé des traces depuis 3 850 millions d'années) sont, à l'origine, dépourvus de toutes cellules sexuelles. Ces plantes se multiplient par fragmentation de filaments pluricellulaires. Un premier pas est franchi lorsque des thallophytes, les algues, pratiquent la sporulation : une cellule (sporocyste) fragmente sa matière vivante (ou protoplasme) en une ou plusieurs sphérules, ou spores directes, destinées à être dispersées et pouvant ensuite chacune proliférer en un individu en tout point semblable à celui qui les a émises.

Le passage à la sexualité apparaît dès que (chez une des Algues vertes, Ulothrix, par exemple) des éléments dispersés semblables aux spores deviennent incapables de régénérer seuls, comme font les spores directes, un organisme semblable à la plante. Il faut que deux de ces cellules, alors appelées gamètes, fusionnent en une seule, le zygote, pour que la chaîne de vie gagne un maillon de plus sous la forme d'un nouvel être vivant.

D'abord semblables (isogames) par leur forme et leur comportement, les gamètes vont se spécialiser au cours de l'évolution : les moins mobiles, récepteurs, sont dits « femelles » ; cette qualité s'accompagne évolutivement d'un accroissement de taille, allant de pair avec une accumulation de réserves et entraînant l'hétéro- ou anisogamie, c'est-à-dire la dissemblance des gamètes femelles et mâles. La spécialisation sexuelle culmine dans l'oogamie avec la réalisation de gamètes femelles sphériques, relativement volumineux, immobiles par eux-mêmes et appelés oosphères chez les Végétaux (ovocytes, ovules ou œufs chez les animaux). Les gamètes mâles, devenus minuscules, dépourvus de réserves, mobiles comme de microscopiques animaux, sont nommés spermatozoïdes (zôos = animal, suscitant la formation d'une semence = sperma).

Les gamètes selon les grands phylums

C'est chez les végétaux que les gamètes présentent la plus grande diversité et nous allons maintenant constater que trois grandes lignées (fig. 3) ou phylums, présentent trois types fondamentaux de gamètes, ces types justifiant, en fait, en grande partie, la distinction de ces trois phylums.

Végétaux et animaux

Diaporama : Végétaux et animaux

Les grands types de gamètes chez les Végétaux et chez les Animaux 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Gamètes achontés

Les gamètes non flagellés sont dits achontés (a privatif, chonte = flagelle). Les Rhodophytes, ou Algues rouges, semblent issues assez directement des cyanobactéries, avec lesquelles elles ont en commun certains pigments (érythrocyanines). Les spores directes des Rhodophytes, toujours dépourvues de flagelles comme celles des Cyanophycées, ressemblent encore aux gamètes des deux sexes. Ces gamètes mâles, minuscules cellules sphériques déplacées passivement sont appelés spermies ou spermaties pour bien marquer que ce ne sont pas des zoïdes (autrement dit cellules mobiles). En perdant leurs pigments assimilateurs, en s'adaptant aux milieux aériens, les Rhodophytes restent au niveau évolutif des champignons Ascomycètes, Basidiomycètes et Zygomycètes également dépourvus de cellules flagellées.

Les trois classes de champignons achontés manifestent diverses formes de dégradations de la sexualité :

– chez les Zygomycètes, ce sont de simples renflements d'extrémités de filaments mycéliens qui jouent le rôle de gamétocystes, cellules productrices de gamètes, ces derniers restant à l'état indifférencié sous la forme de noyaux libres dans un cytoplasme commun ;

– chez les Basidiomycètes, la mise en commun des protoplasmes gamétiques est assurée par la conjonction des filaments mycéliens (somatogamie), pas même renflés en ampoules ;

– enfin, de nombreux Ascomycètes, dits imparfaits, ont perdu toute forme de sexualité et ne se propagent que par spores directes (Penicillium et nombreuses autres moisissures, par exemple).

Gamètes hétérochontés

Les gamètes hétérochontés, c'est-à-dire à flagelles inégaux, caractérisent les Chromophycophytes, surtout représentés par les Algues brunes (Fucus, par exemple). Originellement, l'un des flagelles est long et plumeux, l'autre court et lisse, mais la différence entre les deux flagelles peut être telle que le plus petit disparaisse entièrement. Cette transformation en cellule monoflagellée est observée dans les gamètes de certains champignons (Phycomycètes et Myxomycètes).

Gamètes isochontés

Les gamètes isochontés ont deux, quatre ou de très nombreux flagelles égaux. Ils caractérisent les Chlorophytes primitives, c'est-à-dire toutes les « plantes vertes » que sont les Algues vertes, les Bryophytes (Mousses...), les Ptéridophytes (Fougères...) et les Préspermaphytes (Cycadacées et Ginkgo), à l'exclusion des plantes à graines (Spermaphytes).

Au niveau évolutif thallophytique des Algues vertes, on rencontre des espèces isogames (Ulva) et hétérogames (Codium). D'autres Algues vertes sont oogames (Sphaeroplea) ou présentent des modalités de fécondation interprétables comme des dégradations de la sexualité : les Zygophycées (Spirogyres, Desmidiées) ne différencient pas des gamètes, mais ce sont les protoplasmes de cellules primitivement végétatives qui jouent ce rôle.

À partir des Cormophytes (plantes à tiges), l'oogamie est définitivement acquise. Le gamète femelle (oosphère) est même incorporée dans un organe pluricellulaire, l'archégone. Les gamètes mâles sont biflagellés chez les Bryophytes et les Lycopodes, Sélaginelles, Isoètes ; multiflagellés chez les Prêles, les Fougères et les Préspermaphytes.

Les plantes à fleurs (Phanérogames ou Spermaphytes) ont des gamètes mâles inachevés, par rapport à ceux des autres Chlorophytes, en ce sens qu'ils sont dépourvus de flagelles ; ils sont véhiculés (siphonogamie), toujours au nombre de deux, par le tube pollinique (T. P., en bas à droite, dans la figure). Celui-ci est issu d'un grain de pollen, microscopique organisme haploïde résultant de la multiplication d'une cellule réductionnelle, la microspore, née dans l'anthère d'une étamine. La différenciation gamétique mâle se borne donc ici à individualiser deux cellules spermiques – pratiquement réduites à leur noyau – au sein de l'organisme haploïde que l'on nomme gamétophyte mâle.

Végétaux et animaux

Diaporama : Végétaux et animaux

Les grands types de gamètes chez les Végétaux et chez les Animaux 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Les Phanérogames produisent, d'autre part, un gamétophyte femelle, organisme haploïde élaborant les oosphères. Il est d'autant plus réduit que l'espèce est plus évoluée ; les archégones sont alors d'autant plus rudimentaires que le gamétophyte femelle est plus tôt achevé et comporte donc un plus petit nombre de cellules. C'est le cas chez les [...]

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Rôle de la gamétogenèse

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Spermatogenèse et ovogenèse

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Spermatogenèse et spermiogenèse

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Juste avant la fécondation

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Pour citer l’article

Michel FAVRE-DUCHARTRE, Jacques TESTART, « GAMÈTES », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 02 décembre 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/gametes/