Le développement des fruits et la parthénocarpie sont des processus biologiques complexes, coordonnés par des signaux hormonaux et environnementaux, visant à protéger et à disperser les graines.

1. Origine et déclenchement du fruit

Le fruit dérive principalement des tissus de l’ovaire de la fleur (le péricarpe), bien que d'autres parties florales puissent parfois y participer, formant alors des « faux fruits » comme la fraise.

Le signal déclencheur de la transformation de l'ovaire en fruit est l'auxine (AIA), synthétisée et envoyée par les graines en cours de formation. Une expérience classique montre que si l'on retire les graines (akènes) d'une fraise, son développement s'arrête, mais il peut être restauré par une application externe d'auxine.

2. Les étapes du développement

Le développement d'un fruit charnu (comme la tomate) suit généralement trois phases successives :

• Division cellulaire : Une multiplication intense des assises de cellules du péricarpe juste après la fécondation.
• Expansion cellulaire (Élongation) : Les cellules augmentent massivement de volume. Cette phase est souvent accompagnée d'endopolyploïdie (réplication de l'ADN sans division), pouvant atteindre des niveaux très élevés (jusqu'à 512C).
• Maturation (Ripening) : La phase finale où le fruit acquiert ses propriétés consommables.

3. La Parthénocarpie : des fruits sans graines

La parthénocarpie désigne la formation et le développement d'un fruit sans fécondation préalable, aboutissant à un fruit sans graines.

• Origines : Elle peut être causée par des anomalies génétiques (ex : la banane comestible, hybride triploïde stérile) ou par un avortement précoce des graines.
• Induction hormonale : Il est possible de l'induire artificiellement en traitant des stigmates non pollinisés avec des gibbérellines (GA), de l'auxine ou des cytokinines, qui miment le signal normalement produit par les graines.

4. La maturation et le rôle central de l'éthylène

La maturation transforme le fruit pour le rendre attractif et faciliter la libération de la graine via quatre changements majeurs :

1. Couleur : Dégradation des chlorophylles et accumulation de nouveaux pigments comme les caroténoïdes (lycopène) ou les anthocyanes.
2. Texture : Ramollissement dû à l'hydrolyse des composants de la paroi (pectines) par des enzymes comme les polygalacturonases.
3. Goût : Modification des teneurs en sucres, acides et composés volatils (arômes).
4. Sensibilité : Le fruit devient plus vulnérable aux pathogènes pour favoriser sa dégradation finale.

L'éthylène est l'hormone clé de ce processus, permettant de distinguer deux types de fruits :

• Fruits climactériques : Leur maturation est associée à un pic de production d'éthylène et de respiration cellulaire. Ils peuvent mûrir après la récolte (ex : tomate, banane, pomme, avocat).
• Fruits non climactériques : Ils ne présentent pas ce pic et l'éthylène n'est pas nécessaire à leur mûrissement (ex : fraise, raisin, agrumes).

Applications industrielles : Pour prolonger la conservation (shelf life), on utilise des inhibiteurs d'éthylène (AVG, sels d'argent) ou le génie génétique, comme pour la tomate Flavr-Savr, conçue pour mûrir plus lentement en exprimant moins de polygalacturonase.