Introduction :

    Les Gymnospermes sont des plantes faisant partie des Spermaphytes (plantes à graines) . A la différence des angiospermes la graine n’est pas enfermée dans un fruit. Elle est donc «nue ». La plupart des Gymnospermes sont des conifères (Les organes reproducteurs ont une forme de cône).

1- Appareil reproducteur mâle et production des grains de pollen :

  a- Observation des cônes mâles : Au début du printemps, apparaissent aux extrémités des rameaux de l’année les cônes mâles.

  Le cône mâle est constitué d’un certain nombre d’écailles organisées autour d’un axe. Chaque écaille porte sur sa face inférieure deux microsporanges ou sacs polliniques qui contiennent les grains de pollen. Chaque écaille peut être considérée comme une étamine.

        Les grains de pollen sont anémophiles, ils sont disséminés par le vent, et c'est pour cette raison qu'ils sont munis de deux ballonnets ou sacs aérifères.  

    Le grain de pollen est formé de plusieurs cellules : on observe notamment une cellule végétative qui recouvre une petite cellule génératrice ou gamétogénèse. Il est entouré d’une paroi pecto-cellulosique ou intine, recouverte d’une exine.

     La libération du pollen mature est assurée par la rupture d’une ligne de déhiscence basale suite aux tensions développées par la déshydratation des parois de l’assise mécanique qui borde chaque sac pollinique.

b- Formation des grains de pollens :

       Au niveau des sacs polliniques, les cellules mères (2n) subissent la méiose qui donne des cellules haploïdes appelés microspores . Chaque microspore haploïde subit une mitose pour donner un grain de pollen constitué de deux cellules haploïdes, une cellule végétative et une cellule génératrice.

2- L’appareil reproducteur femelle et production d’ovules :

  a- Observation de cône femelle :

        L'appareil reproducteur femelle est regroupé en cônes disposés à l'extrémité de certains rameaux de l'année. Ces cônes portent des écailles réduites et stériles appelées bractées, disposées en spirales, et qui portent des écailles fertiles appelées écailles ovulifère ou feuille carpellaire (macrosporophylles). Chaque écaille ovulifère porte deux ovules. Les ovules sont nus sur la feuille carpellaire, directement accessibles au pollen.

        On distingue trois sortes de cônes femelles :

- Le cône femelle de 1^ère année est le plus jeune de couleur rouge violacé de 1cm de long,

- Le cône femelle de 2^ème année plus âgé de couleur verte de 6 à 7cm de long. Les cônes de 1^ère et 2^ème année sont impliqués dans la reproduction.

- Le cône femelle de 3^ème année est un cône mûr de couleur brune, de taille importante.

             L'ovule des gymnospermes est toujours entouré par un seul tégument protecteur. Ce tégument renferme le nucelle ou macrosporange dans lequel se forment après méiose la macrospore et qui se développe au sein de nucelle par mitose pour donner le gamétophyte femelle  " Prothalle ou endosperme". L’endosperme, bien que réduit à quelques centaines de cellules possède encore deux archégones ('organes sexuels pluricellulaires), qui se différencient au pôle apical ou pôle micropylaire. Une seule oosphère par ovule sera fécondée.

b- Formation de l’oosphère :

     La formation de l’oosphère se fait en deux ans , au cour de la première année ,au niveau de chaque écaille femelle , se forme et se développe dans l’ovule le gamétophyte femelle , pendant la deuxième année le gamétophyte femelle produit la cellule gamétogènes diploïdes 2 n ,subit la méiose et produit 4 mégaspores haploïdes n , deux mégaspores donnes 2 oosphères les deux autres se transforment en archégones qui portent les oosphères ou gamètes femelles .

c- Comparaison entre l’ovule des angiospermes et des gymnospermes :

3- La fécondation et la formation de la graine :

  a- La fécondation :

     Pendant la première année , se fait la pollinisation , grâce à leurs ballons , les grains de pollen sont emportés par le vent, traversent le micropyle de l'ovule, et se trouvent à la surface du nucelle. chaque grain de pollen germe grâce au noyau végétatif , et émet un tube pollinique qui pénètre à travers le nucelle .la croissance du tube pollinique s’arrête le reste de la première année , et les écailles femelles se collent entre elle avec la résine pour protéger les ovules pollinisées :

           Pendant la deuxième année le noyau végétatif reprend la croissance du tube pollinique qui traverse le nucelle et atteint l’archégone qui porte l’oosphère , le noyau reproducteur subit la mitose et produit 2 anthérozoïdes , le noyau végétatif et l’un des anthérozoïdes dégénèrent et le deuxième anthérozoïde féconde l’oosphère . Le zygote diploïde qui résulte de la fécondation se développe en embryon 2n.

b- Formation de la graine :

       Après la formation de l’embryon , le gamétophyte femelle accumule des réserves et se transforme en albumen entourant l’embryon , l’ovule se déshydrate , l’embryon entre en vie ralentie , le tégument se solidifie et acquière une aile , dans chaque écaille femelle , se forment 2 graines aillées nues non enfermées dans un fruit .d’où le nom de gymnosperme .

      Les graines restent dans les écailles le reste de la deuxième année , pendant la troisième année le cône mûrit , les écailles s’écartent et les graines aillées se libèrent et se disséminent par le vent.

4- Cycle de développement :

    Ce cycle est formé de deux phases. Une phase sporophytique diploïde pendant laquelle, la germination de la graine et les divisions mitotiques des cellules de l'embryon forment le sporophytes (2n). Sur ce sporophyte, se forment les cônes mâles contenant les microsporanges et les cônes femelles contenant les macrosporanges. La deuxième phase gamétophytique haploïde correspond à la formation des gamétophytes mâles (grain de pollen) et femelle (ovule contenant deux oosphère). ces deux phases sont séparées par les deux phénomènes méiose et fécondation. La méiose marque la fin de la phase diploïde et le début de la phase haploïde qui aboutie à la formation des gamètes mâles et femelles. La fécondation marque la fin de la phase haploïde et le début de la phase diploïde. la fécondation est l'union des gamètes mâle et femelle qui forment un seul zygote (2n) qui se développera en un embryon dans la graine.