Bienvenus dans le monde merveilleux de la palynologie (l'étude du pollen). Dans cette rubrique vous pourrez voir à quoi ressemblent les grains de pollen de certaines des plantes présentées dans ce blog.

Mais avant toutes choses il faut répondre à quelques questions :

Qu'est ce qu'un grain de pollen ?

En termes savant le grain de pollen est le gamétophyte mâle des angiospermes et gymnospermes.C'est lui qui produit le gamète mâle sensé fécondé le gamète femelle lors de la reproduction sexuée de ces deux groupes de plantes.

De manière plus simple, un grain de pollen pourrait se comparer à "un testicule mobile" si l'on fait une analogie avec la reproduction animale. Chez l'homme le gamète mâle, c'est à dire le spermatozoïde, est produit dans le corps et possède un flagelle qui lui permet d'être mobile. Ainsi il peut se déplacer jusqu'au gamète femelle pour le féconder. Chez les plantes c'est le pollen, autrement dit le producteur de gamète (le gamétophyte), qui est mobile. Il va être transporté par le vent, l'eau, les insectes,... jusqu'aux organes femelles d'une fleur contenant la cellule reproductrice femelle (l'oosphère). Une fois à destination il a va acheminer la cellule reproductrice mâle jusqu'à l'oosphère pour que la fécondation ai lieu.

Quel taille cela fait-il ?

 Un grain de pollen mesure entre 10 et 250 microns, soit entre 1 et 25 centième de millimètre.

Comment les observe-t-on ?

Etant donné la taille d'un grain, il est nécessaire d'utiliser un microscope pour observer le pollen. Il est possible d'utiliser un microscope optique (qui fonctionne avec de la lumière « normale ») ou un microscope électronique (qui envoie sur l'échantillon un faisceau d'électrons). Bien que le microscope électronique soit plus précis, la plus part du temps c'est le microscope optique qui est utilisé par le palynologue lors de son travail. Il est beaucoup moins coûteux et moins compliqué à utiliser.

 L'identification des grains de pollen ?

Théoriquement, chaque espèce de plante produit des grains de pollen avec une morphologie propre à cette espèce. Cependant, dans la pratique il est impossible de distinguer au microscope optique certaines de ces différences. C'est pourquoi dans l'immense majorité des cas il est impossible d'identifier l'espèce qui a produite le grain que l'on observe. En revanche on peut toujours identifier au moins sa famille et bien souvent son genre.

Par exemple la Molinie et le Dactyle sont deux plantes qui appartiennent à deux genres différents de la famille des Poaceae (Graminées), et il est impossible de distinguer le pollen de l'une de celui de l'autre. Autre exemple le Chêne et le Hêtre appartiennent tous deux à  deux genres différents de la famille des Fagaceae. Dans ce cas il est possible (et même facile) de faire la distinction entre leurs pollens. En revanche il est impossible de distinguer le pollen du Chêne pubescent de celui du Chêne pédonculé deux espèces qui appartiennent au même genre. Cela peut paraître obscur mais je reviendrai dessus à chaque nouveau type de grain que je présenterai dans cette rubrique.

Et enfin pourquoi les observe-t-on ?

 Il y a trois principales raisons d'observer le pollen. Tout d'abord il y a les personnes qui récoltent dans des filtres à air le pollen en suspension dans l'atmosphère pour surveiller les pics de pollinisation et ainsi prévenir les allergies. Vous avez accès à ces informations sur le site internet du RNSA (réseau national de surveillance des allergies). Ensuite il y a celles qui s'intéressent au pollen que l'on trouve dans le miel pour certifier son origine florale et géographique. Cela permet de détecter d'éventuelles fraudes et de garantir un produit fidèle à son étiquette.

Enfin les palynologues au sens « classique » du terme recherchent le pollen contenu dans les sédiments ou la tourbe. La plupart des grains de pollen émis par une plante n'atteignent jamais le pistil d'une autre fleur et finissent par se déposer sur le sol mais aussi parfois dans des rivières, des lacs, des tourbières... Or le pollen possède une paroie de protection extrêmement résistante constituée de sporo-pollennine. Il se conserve très bien. Il est possible de retrouver dans certains sédiments des grains de pollen âgés de plusieurs dizaines voir centaines de millions d'années. Ainsi en identifiant et en comptant les grains de pollen contenus dans un échantillon de sédiments d'une certaine époque il est possible d'avoir une idée de la végétation présente durant cette période. Cela est très utile aux archéologues qui peuvent ainsi savoir dans quel type d'environnement vivaient les populations qu'ils étudient. Cela permet aussi d'en apprendre plus sur l'évolution du climat de la terre. En effet, dans beaucoup de cas un changement de végétation au cours du temps est du à un changement climatique.

Vous pouvez voir sur cette photo un grain de pollen de la famille de Poaceae (graminées), au grossissement x900.

Comment décrit-on un grain de pollen ?

Une des principales caractéristiques qu'il faut observer sur un grain de pollen, quelque soit l'espèce, est la présence ou l'absence d'ouvertures dans la paroi, les apertures en language savant. Les apertures permettent la sortie du tube pollinique, une extension de la cellule à l'intérieur du grain qui sert à acheminer le gamète mâle jusqu'au gamète femelle à travers le pistil. Dans le cas des Poaceae les grains possèdent une seule et unique aperture de forme circulaire, un pore disent les palynologues. comme le grain ne possède qu'un seul pore il est dit, dans le jargon, monoporé. Il faut aussi noter que ce pore est entouré d'un épaississement de la paroi très caractéristique.

Une autre caractéristique très importante à noter est la présence ou l'abscence d'ornementation sur la paroi. Dans le cas des Poaceae on n'observe aucune sculpture particulière à la surface du grain, il est très lisse.

Les grains de toutes les Poaceae possèdent ces caractéristiques et aucune autre. Il est impossible de distinguer le pollen des différentes espèces de Poaceae.

Comment fonctionne la pollinisation chez les Poaceae (graminées) ?

Vous pouvez voir ci-dessus le détail de l'inflorescence (l'ensemble des fleurs) de Pennisetum villosum, une Poaceae. Vous pouvez distinguer en orange sur la photo, en forme de croix, les anthères. Ce sont les organes à l'extrémité des étamines (la partie mâle d'une fleur), qui produisent le pollen. Ici les anthères pendent à l'extérieur des fleurs pour que le vent puissent emporter plus facilement les grains pollen, afin qu'ils fécondent d'autres individus de la même espêce.

Vous pouvez aussi observer de long filaments blanchâtres plumeux aux milieux des fleurs, dans la partie droite de la photo. Il s'agit des stigmates, des organes situées à l'extrémité des carpelles (partie femmelle de la fleur) qui permettent de capter le pollen transporté par le vent pour qu'il puisse féconder la fleur.

Grossissement : x900

Vous pouvez observer sur la photo que le grain ci-dessus possède une ouverture unique de forme circulaire, un pore. Il est donc monoporé.  De plus vous pouvez voir que le pore est entouré d'un épaississement important. Enfin vous pouvez constater qu'il est relativement lisse. Il possède toutes les caractéristiques d'un grain pollen de Poaceae (graminées) déjà présenté dans l'article précédent.

Cependant il est présente un un aspect particulier. Il est beaucoup plus gros et son pore est bien plus imposant que le grain présenté plus haut. C'est parce qu'il s'agit d'une Poaceae (graminée) domestique. Les palynologues nomment l'ensemble des pollens des Poaceae domestiques  : les Poaceae type cerealia.

J'ai dit précédemment qu'il était impossible de distinguer les espèces de Poaceae (graminées) les unes des autres à partir de leur pollen et cela reste vrai. Il est impossible de déterminer si le grain de cette photo est un pollen de maïs, de blé, d'orge, d'avoine, de riz,... La seule chose que le palynologue peut affirmer est qu'il s'agit d'une des céréales cultivées par l'homme. Ce grain ne peut pas être un pollen de blé, d'orge, ou d'avoine sauvage, trois genres présents naturellement en Europe de l'ouest.

Ce pollen est très important car il permet d'attester lorsqu'on le rencontre de la pratique de l'agriculture. Il est présent dans le registre sédimentaire de certaines régions depuis le néolithique.

Voici ci-dessus le pollen du genre Corylus (les noisetiers), qui est inclus dans la famille des BETULACEAE. Cette famille en plus du genre des noisetiers comprend aussi entre autres les bouleaux, le genre Betula, les charmes, le genre Carpinus, ou les aulnes, le genre Alnus. Le pollen du genre Corylus est différent du pollen des genre Betula, Carpinus et Alnus. Cette fois donc le pollen permet de distinguer ces plantes au niveau du genre et non pas seulement de la famille comme c'était le cas pour les Poaceae (graminés), vu précédements.

Vous pouvez observer que sa paroi possède trois ouvertures rondes, il possède donc trois pores, il est triporé. Ces autres caractéristiques principales sont une paroi lisse et une forme triangulaire.

Voici un autre pollen de la famille des BETULACEAE (la famille du noisetier, du charme, du bouleau et de l'aulne) mais d'un autre genre que le noisetier (Corylus) vu précédement, le genre Carpinus, le charme.

Comme le pollen du noisetier il est lisse et possède des pores (ouvertures circulaires) diposés dans un même plan (le plan équatorial). Cependant il s'en distingue par sa forme arrondie (et non triangulaire), le nombre de pores (4 au lieu de 3), et l'épaississement de la paroi du grain autour de ses pores. Les grains de pollen présentant plus de 3 pores dans un même plan sont dit Stephanoporés

Ce grain nous montre bien que dans certaines familles, en l'occurence les BETULACEAE, il est possible de distinguer les grains au niveaux du genre.