Sciences · Biologie
La graine et la germination
La graine contient un embryon de plante et des réserves, protégés par un tégument. La germination est son réveil : avec de l’eau, de l’oxygène et une température adaptée, l’embryon se développe en plantule.
Mis à jour le 4 min de lecture
La graine est l’une des grandes inventions de l’évolution des plantes, apparue il y a environ 360 millions d’années. Elle permet à l’embryon de voyager, de patienter parfois des années en attendant de bonnes conditions, et de démarrer sa vie avec des provisions. Riz, blé, maïs, haricots, lentilles, noix, café, cacao : une grande part de l’alimentation humaine est faite de graines.
De la fleur à la graine
Après la pollinisation et la fécondation, l’ovule se transforme en graine et l’ovaire de la fleur en fruit, qui la protège et aide à sa dispersion. Chez les conifères (gymnospermes), les graines ne sont pas enfermées dans un fruit mais posées sur les écailles d’un cône, d’où leur nom (« graine nue »).
Structure d’une graine
| Partie | Rôle | Exemple d’observation |
|---|---|---|
| Tégument | Enveloppe protectrice, parfois très dure | Peau d’un haricot |
| Embryon : radicule | Future racine, sort la première | Pointe du haricot qui perce |
| Embryon : tigelle | Future tige | |
| Embryon : gemmule | Premier bourgeon, futures feuilles | |
| Cotylédons | Premières feuilles embryonnaires, souvent gorgées de réserves | Les deux moitiés d’un haricot |
| Albumen (chez certaines espèces) | Tissu de réserve séparé de l’embryon | La farine du blé, l’essentiel du grain de maïs |
Les plantes à fleurs se répartissent en deux grands groupes selon le nombre de cotylédons :
| Monocotylédones | Dicotylédones | |
|---|---|---|
| Cotylédons | Un | Deux |
| Réserves | Souvent dans l’albumen | Souvent dans les cotylédons |
| Exemples | Blé, maïs, riz, oignon, palmier | Haricot, pois, chêne, tournesol, rose |
Les réserves
- Amidon : céréales, pois, haricots.
- Lipides : tournesol, colza, noix, arachide (d’où les huiles).
- Protéines : légumineuses (soja, lentilles), d’où leur intérêt nutritionnel.
La dormance
Une graine mûre est en vie ralentie : elle contient très peu d’eau (souvent 5 à 15 %), sa respiration est presque nulle. Beaucoup de graines sont en plus dormantes : même placées dans de bonnes conditions, elles ne germent pas tout de suite. Cette dormance, entretenue par l’acide abscissique (voir hormones végétales), évite une germination au mauvais moment, par exemple en automne juste avant l’hiver.
Pour la lever, il faut selon les espèces :
- une période de froid (stratification), comme chez le pommier ou l’érable ;
- l'usure du tégument (scarification), par le passage dans le tube digestif d’un animal, le gel ou les frottements ;
- le feu ou la fumée, chez certaines plantes méditerranéennes et australiennes ;
- la lumière, chez la laitue ou le coquelicot, dont les graines enfouies attendent d’être ramenées en surface par un labour.
Les conditions de la germination
| Condition | Pourquoi |
|---|---|
| Eau | Réhydrate les tissus, active les enzymes, fait gonfler la graine et éclater le tégument |
| Oxygène | Nécessaire à la respiration qui fournit l’énergie (une graine trop enterrée ou noyée germe mal) |
| Température | Chaque espèce a une plage favorable (environ 2 à 30 °C pour le blé, plus chaud pour le maïs ou la tomate) |
| Lumière | Indispensable pour certaines espèces, inhibitrice pour d’autres, indifférente pour beaucoup |
La lumière n’est en revanche pas nécessaire au début de la croissance : la jeune plante vit d’abord sur ses réserves.
Les étapes de la germination
- Imbibition : la graine absorbe l’eau et peut doubler de volume. Ce gonflement, purement physique, peut développer une force considérable.
- Reprise du métabolisme : la respiration redémarre ; l’embryon produit des gibbérellines qui déclenchent, chez les céréales, la fabrication d’enzymes (amylases) découpant l’amidon en sucres. C’est ce qu’exploite le maltage de l’orge pour la bière.
- Sortie de la radicule : la future racine perce le tégument et s’enfonce vers le bas : c’est le signe visible de la germination.
- Croissance de la tigelle : la tige sort de terre, souvent recourbée en crochet pour protéger le bourgeon.
- Plantule autonome : les premières feuilles verdissent et commencent la photosynthèse ; la plante n’a plus besoin de ses réserves (voir croissance des plantes).
Chez le haricot, les cotylédons sont soulevés hors du sol (germination épigée) ; chez le pois ou le maïs, ils restent sous terre (germination hypogée).
La dispersion des graines
| Mode | Adaptation | Exemples |
|---|---|---|
| Vent | Aigrettes, ailes | Pissenlit, érable, frêne |
| Animaux (dans le tube digestif) | Fruits charnus et colorés | Cerise, gui, tomate sauvage |
| Animaux (à l’extérieur) | Crochets | Bardane (inspiration du Velcro) |
| Animaux (stockage) | Graines enterrées et oubliées | Glands enterrés par les geais, noisettes des écureuils |
| Eau | Fruits flottants | Noix de coco |
| La plante elle-même | Fruits explosifs | Impatiente, genêt |
Des records de longévité
En 2005, des chercheurs israéliens ont fait germer une graine de palmier dattier de Judée vieille d’environ 2 000 ans, retrouvée dans la forteresse de Massada. En 2012, une équipe russe a régénéré une plante (Silene stenophylla) à partir de tissus de fruits conservés environ 32 000 ans dans le pergélisol sibérien. Pour préserver la diversité des plantes cultivées, la réserve mondiale de semences du Svalbard, en Norvège, ouverte en 2008, conserve plus d’un million d’échantillons à -18 °C.
Questions fréquentes
Pourquoi mes graines ne germent-elles pas ?
Les causes les plus fréquentes sont un sol trop sec ou au contraire détrempé (manque d’oxygène), une température inadaptée, un semis trop profond, des graines trop vieilles ou une dormance non levée.
Une graine est-elle vivante ?
Oui. Elle est en vie ralentie : son embryon respire très faiblement. Une graine morte, même placée dans de bonnes conditions, ne germe pas.
Quelle différence entre graine et fruit ?
Le fruit provient de l’ovaire de la fleur et contient une ou plusieurs graines. Au sens botanique, la tomate, le concombre et la noisette sont des fruits ; le grain de blé est un fruit soudé à sa graine.