Chapitre V – Systématique. A. Introduction. La classification est passée de 2 règnes (von Linné) à 5 règnes aujourd'hui. PROCARIOTES : Unicellulaires sans membrane nucléaire microscopiques : bactéries, algues bleues,… PROTISTES : Unicellulaires avec membrane : amibes, flagellés algues unicellulaires,… VEGETAUX : Pluricellulaires, membrane nucléaire, membrane cytoplasmique, paroi pectocellulosique, autotrophes, souvent fixés. ANIMAUX : Pluricellulaires, membrane nucléaire, membrane cytoplasmique, PAS de paroi pectocellulosique, hétérotrophes, souvent mobiles. FUNGI : Pluricellulaires, membrane nucléaire, membrane cytoplasmique, paroi squelettique contenant de la chitine, hétérotrophes, souvent fixés. Réserve de sucres sous forme de glycogène. La classification s'écrit de cette façon pour l'églantier (Rosa camina): - Règne (végétal) - Embranchement (spermatophytes) - Classe (dycotylédones) - Ordre (rosales) - Famille (rosacées) - Genre (Rosa) - Espèce (camina) Et de cette façon pour l'homme (Homo sapiens sapiens): - Règne (animal) - Embranchement (chordé) - Classe (mammifères) - Ordre (primates) - Famille (hominidés) - Genre (Homo) - Espèce (sapiens) - Ssp (sapiens) Et de cette façon pour la pie (Pica pica): - Règne (animal) - Embranchement (chordé) - Classe (oiseaux) - Ordre (passériformes) - Famille (corvidés) - Genre (Pica) - Espèce (pica) B. Les FUNGIS. Niveau cellulaire : hyphes (pas cellules!) avec paroi squelettique chitineuse. 1 ou 2 noyaux. Formation : par thalle. Pas ou peu d'organes différenciés (comme tiges, racines, etc). Anatomie : Les hyphes sont produits de 2 façons : parle mycélium (Repro asexuée) ou par le sporophore (Repro sexuée) Alimentation : hétérotrophe (Mat organiques) – Saprophytes (Mat mortes) - Parasites (Mat vive oïdium, armillaire) - Symbiotes (mycchoryzes, lichens) Reproduction : asexuée par fragments de mycélium Sexuée : pas obligatoire par spores de 2 ou 4 signes (sexes) une spore donne un mycélium primaire(hyphes à 1 noyau). Deux mycéliums primaires de signes différents donnent un mycélium secondaire (hyphes à 2 noyaux.) Un mycélium secondaire donne éventuellement un carpophore (sporophore) Formation des spores en asques (ascomycètes) ou en basides (basidiomycètes). Les spores sont des cellules haploïdes qui en se recombinant pour donner des hyphes diploïdes. Les fungis sont des organismes hétérotrophes non chlorophylliens. Hétérotrophe : saprophytes, parasites ou symbiote. Le champignon que l'on connaît n'est que la fructification du vrai champignon : le mycélium. Le mycélium est composé d'hyphes à un (primaire)ou deux (secondaire) noyaux, ayant une paroi squelettique chitineuse. Seul le mycélium secondaire peut fructifier. Le champignon se reproduit de manière asexuée par son mycélium ou de manière sexuée via le carpophore et ses spores qui sont haploïdes (méïose). Le carpophore est constitué d'hyphes peu ou pas différenciées. Il ne possède pas d'appareil circulatoire, pas de tissus de soutien, etc… C. Les BRYOPHYTES. Les bryophytes sont des plantes chlorophylliennes. Dans cet embranchement, on retrouve 3 classes : les hépatiques (à thalle et à feuilles), les anthocérotes et les mousses. - Chlorophylliens - Cellules très peu spécialisées plantes petites. - Pas de tissus de soutien (sclérenchyme,..) - pas de tissu conducteur de sève - pas de racines. Remplacée par rhyzoïdes : filaments de fixation tous supports. - Ont besoin d'eau pour vivre et se reproduire. - Nourriture par osmose grâce à eau de pluie. - Capacité de revivescence, à se réveiller après une sécheresse. - Eau nécessaire aux déplacement des anthérozoïdes. La mousse est un gamétophyte haploïde (h) portant anthéridies (M h) et archégones (F h). Les anthéridies produisent des anthérozoïdes (gamète M h) et les archégones produisent des oosphéres (gamète F h). La rencontre des deux donne un zygote diploïde par la fécondation (eau nécessaire). Ce zygote se développe par mitose pour former un sporophyte (soie, capsule, coiffe, opercule) Le sporophyte vit en parasite sur l'archégone dont l'oosphère à été fécondée. C'est dans la capsule qu'à lieu la meïose qui produira à partir d'une cellule diploïde, quatre cellules haploïdes : les spores. Ces spores donneront naissance à un protonéma qui en se développant donnera un nouveau gamétophyte haploïde. Glossaire. Gamétophyte : partie de la plante qui porte les gamètes ou "organes sexuels". Sporophyte : partie de la plante qui porte les spores. Comprend soie,capsule, opercule et coiffe. Se développe en parasite sur l'archégone par mitose. Anthéridie : organe sexuel mâle. Archégone : organe sexuel femelle. Anthérozoïde : gamète mâle (spermatozoïde) Oosphère : gamète femelle (ovule) Zygote : "œuf" résultant de la fécondation. Cycle de reproduction : Anthéridies (M n) Anthérozoïdes (M n) Archégones (F n) Oosphères (F n ) GAMETOPHYTE (n) FECONDATION Protonéma (n) Zygote (2n) Multiplication par Spores (n) Sporophyte (2n)(dével par MITOSE) MEIOSE dans le sporophyte. Habitat : acide et humide : surtout sphaignes(sphagnacées) et polytric (polytrichacées) Encyclopédie. Le cycle biologique des bryophytes est digénétique haplo-diplophasique, avec prédominance de la phase haploïde gamétophytique. Cette prédominance se traduit par une durée de vie plus longue, et par une taille plus grande ainsi que par une organisation plus complexe du gamétophyte. C'est aussi le gamétophyte qui assure l'ensemble de la vie végétative alors que le sporophyte reste généralement parasite du gamétophyte. La fécondation est aquatique et on parle de zoïdogamie oogame. L'adaptation au milieu terrestre n'est donc que partielle car l'eau reste un élément indispensable à la fécondation, et donc à la survie de l'espèce. Après différenciation des gamétanges à l'extrémité des gamétophytes, les gamètes mâles, ou anthérozoïdes, biflagellés et nageurs, sont libérés en abondance dans l'eau de pluie ou la rosée qui entoure périodiquement les mousses et hépatiques. Ils viennent à la rencontre du gamète femelle, en nageant grâce au mouvement de leurs flagelles, attirés vers l'oosphère par des substances chimiques contenues dans le mucilage du col de l'archégone (chimiotactisme). La fusion des deux gamètes est à l'origine d'un oeuf ou zygote. Il se développe par mitoses au sein de l'archégone et donne naissance au sporogone (sporophyte diploïde). Il s'ancre à l'extrémité du gamétophyte grâce à un suçoir qui lui permet de vivre en parasite sur celui-ci. A son extrémité, il se développe une capsule où se produit la méïose. Il y a formation de spores méiotiques dans cette capsule qui sont disséminées. Quand les conditions climatiques le permettront, elles se développeront par mitoses pour donner le protonéma (jeune gamétophyte filamenteux), à partir duquel s'élabore le gamétophyte adulte, feuillé ou thalloïde selon l'espèce. A l'extrémité de ses axes, apparaîtront les gamétanges. Anthéridies et archégones seront portés par la même plante (espèce monoïque) ou par des plantes différentes (espèce dioïque) et différencieront des gamètes mâles ou femelles. D. Les PTERIDOPHYTES. Embranchement de plantes chlorophylliennes dans lequel on retrouve 4 classes : Fougères Prêles Lycopodes sur pH très acide 3,5 à 4,5. humus morr ou moder Sélaginelles (rares et protégées) ces 2 derniers ressemblant à des mousses. Fougères : progrès et avantages sur briophytes. Tissus de soutien présents plante plus haute Tissus conducteurs présents Idem Sporophyte diploïde = plante visible meilluer en cas d'accident génétique. Gamétophyte indépendant du sporophyte. Tissus diversifiés produisant tiges, racines et feuilles. Fougères : similitudes avec briophytes. Reproduction en deux phases : sporophyte et gamétophyte. La fécondaton se déroule pendant la phase gamétophyte. Il y a besoin d'eau pour les anthérozoïdes. Reproduction. La fronde de la fougère est un sporophyte diploïde qui portent les sores, sacs contenant les sporanges dans lesquelles se dévelloppent par méiose des spores haploïdes. Parfois une indusie protège la sore. Ces spores forment par mitose un prothalle haploïde qui supportera les anthéridies (M h) et les archégones (F h). Ceux ci donneront naissance par mitose aux anthérozoïdes (M h) et aux oosphères (F f). Lors de la fécondation (eau nécessaire pour les anthérozoïdes), un zigote diploïde se développera en parasite sur l'archégone, donnant naissance à un nouveau sporophyte. Le prothalle disparaîtra et la fougère poussera. Développement par MITOSE Prothalle (indépendant du sporophyte.) Groupés en sores. Protégé d'une indusie. Zygote Glossaire Fronde : Feuille de la fougère. Se divisant en deux ou trois divisions distinctes (bi ou tri pennatisequées). Les dernières divisions se nomment segments ou pinules Sore : Amas de sporanges sur le revers de la fronde. Sporanges : Sacs contennant les spores qui s'y divisent par méiose puis y murissent. Indusie : Fine membrane protégeant des sores. (Pas toujours) Prothalle : Gamétophyte haploïde indépendant supportant les anthéridies et les archégones. Encyclopédie La reproduction sexuée Le cycle biologique des ptéridophytes est typiquement digénétique, diplo-haplophasique avec une forte prédominance de la génération sporophytique sur la génération gamétophytique. Chez la plupart des fougères, on parle de cycle homosporé (seules les fougères aquatiques ou Hydroptéridales sont hétérosporées) car toutes les spores sont identiques entre elles. Dans ce cas, après méiose puis maturation dans les sporanges, les spores sont disséminées. Elles donnent naissance aux prothalles (illustration), sur lesquels se différencient à la fois des anthéridies et des archégones. Les gamètes mâles, les anthérozoïdes, nagent dans l'eau du milieu extérieur et sont attirés par chimiotactisme vers les archégones, pour aller féconder l'oosphère. On parle de zoïdogamie oogame. L'oeuf se développe au sein de l'archégone pour former le jeune sporophyte qui vivra dans les premiers temps en parasite du gamétophyte qui finira ensuite par dégénérer et disparaître. Le cycle de la plupart des fougères est caractérisé par une homosporie et une homoprothallie, un seul type de spore et de prothalle bisexué. Comparaison Briophytes – Ptéridophytes. Elément Gamétophyte Sporophyte Besoin d'eau Tissus soutien Tissus conduct Grandeur Briophytes Plante haploïde proprement dite (visible). - Uniquement pdt la reproduction. – Parasite du gamétophyte. Oui (anthérozoïdes) Non Non Petites Ptéridophytes - Uniquement pendant la reproduction. - Indépendant du sporophyte. Plante diploïde proprement dite (visible). Oui (anthérozoïdes) Oui Oui Grandes Détermination. Support : un seul pied : Fougère aigle (Ptéridium aquilinum). Ph 3 à 4,5 très acide. Sol humide ou peu draîné. Frondes isolées 1,5 m à 2 m. Support : en touffe (port en rosette ou cespiteux). Fougère mâle (Dryoptéris filix-mas). pH neutres à basiques Humus mull Sous-bois humides. 2 fois pennatiséquée. Fougère femelle (Athyrium filix-femina). pH moins basiques Humus mull Humidité atmosphérique, points d'eau. 3 x pennatiséquée. Langue de cerf (Phyllitis scolopendrium) Calcaricole Sciaphile (ravins, bas de pente) Fronde en une seul pièce Blechnum en épi (Blechnum spicant) Humus moder ou mull Besoin d'humidité Fronde 1 x pennatiséquée (comme le polypode mais + raide) E. Les SPERMATOPHYTES. (ou Phanérogames) Par rapport aux Ptéridophytes, les spermatophytes ont gagné le BOIS, la GRAINE et la pollinisation par le VENT (ils s'affranchissent donc de l'eau) Deux sous embranchements : - Gymnospermes ou à graine nue. : Le cône N'est PAS un fruit. Il n'y a QUE DES LIGNEUX . - Angiospermes ou à graine protégée (angios = petite urne) : Ont gagné l'ovaire sur les gymnospermes... … ils produisent des FRUITS… 1. Les GYMNOSPERMES. (ou résineux ou conifères sont de mauvais termes !) Résine : * Ils en produisent tous sauf Taxus et Juniperus grâce à leur canaux résinifères. * Elle sert de protection contre les insectes. * Quand elle est fossilisée, on l'appelle l'ambre. Les gymnospermes : Sont tous ligneux. Sont monoïques sauf Taxus et Gingko Produisent de la résine sauf : Taxus et Junipérus Produisent des cônes sauf : If (une arille) Junipérus (un galbulle) Gingko (une pré-graine) Ont des feuilles réduites sauf : Gingko. Feuilles : Ecailles ( Cyprès, thuya) Alènes (Cryptoméria, Araucaria) Aiguilles plates (Abies) cylindriques (,Juniperus, Picéa) Leurs plantules ont de 2 à 12 cotylédons 2. Les ANGIOSPERMES. Sous-embranchement reprenant des plantes à fleurs et à fruits. Les angiospermes sont les derniers apparus dans l'évolution et ont colonisé tous les biotopes. Par rapport aux gymnospermes, ils ont gagné l'ovaire qui renferme l'ovule. De ce fait ils produisent des fruits et la graine fécondée dispose d'une réserve de nourriture et d'humidité. Ce fruit peut être ingéré par les animaux pour assurer la dissémination (affranchissement du vent). Ils se divisent en 2 classes : Monocotylédones et Dicotylédones Les cotylédons sont les premières feuilles issues de la graine. Elles ne ressemblent pas nécessairement aux feuilles de la plante définitive. Classe des Monocotylédones (Monocot') Les poacées (graminées) sont toutes monocot. Les nervures des feuilles sont parallèles aux bords des feuilles. Elles sont toutes herbacées pas de lignine sur le xylème et pas de bois. On y retrouve 50.000 espèces, regroupées dans 50 familles. Familles : Liliacées A bulbes ou à rhizomes. Vivaces. Fruits = baies ou capsules (toxiques). Inflorescences en grappe. En général : S3 P3 A6 G(3) supère - Muguet - Sceau de salomon - Jacynthe desbois Ail des ours Amaryllidacées Herbacées à bulbes. En général S3 P3 A6 G(3) infère – Perce-neige neutre - Jonquille mull neutre Orchidacées Vivaces, bulbes, rhizomes, sols calcaires. - Néottie nid d'oiseau = plante parasite : ne pas planter. Mull calcique. PH > 7 Joncassées : Joncs prairies humides, sols tassés, morr Luzules peu acide, moder ou mull Poacées (graminées). Tige cylindrique creuse avec un nœud et une ligule utile pour la reconnaissance. Si on coupe, elle continue de pousser. Inflorescence = épi. - Molinie : sol pauvre, très acide. PH 3,5. Morr – tourbières - Canche flexueuse : Morr. PH 3,5 très acide Classe des Dicotylédones (Dicot') Les feuillus sont tous dicot. Les nervures des feuilles sont palmées ou pennées. Elles sont ligneuses ou herbacées. On y retrouve 200.000 espèces regroupées dans 5 groupes Groupe 1 des apétales. On y retrouve les arbres Groupe 2 des dialypétales (dyali = libre) à ovaire supère. Le plus grand groupe (+ d'espèces). Groupe 3 des gamopétales (gamo = mariage, soudés) à ovaire supère Groupe 4 des dialypétales à ovaire infère Groupe 5 des gamopétales à ovaire infère. Le plus petit groupe et le plus évolué. Groupe 1 – Apétales – Périanthe nul ou limité au calice. Majeure partie des arbres sauf fruitiers, aubépines,… Familles : Salicacées Juglandacées Bétulacées Urticacées : Ortie neutre à peu acide Apprécie l'azote (nitrophile) pH 5,7 à 7 (neutre à basique) Groupe 2 – Dialypétales ovaire supère. Le plus grand groupe des angiospermes. Familles : Renonculacées : Renoncule ficaire neutre à peu acide pH 5,7 à 7 Clématite des haiess Neutre à basique Apprécie les sols secs. Tête au soleil pH 7 à 8 Rosacées : Eglantier – Framboisier sol neutre à peu acide Fabacées : Genêt – Robinier – Luzerne produisent de l'azote. Tilleuls Erables Buxacées : buis sol basique mull calcique bien draîné. pH 7 à 8 Groupe 3 – Gamopétales ovaire supère Familles : Ericacées : Bruyère très acide Sol pauvre morr-moder pH 3,5 à 4,5 Myrtille (idem) Troêne Frêne Lilas Lamiacées : lamier jaune Neutre à peu acide Sol relativement riche Lierre terrestre Idem mais moins riche Groupe 4 – Dialypétales ovaire infère. Pas de plantes indicatrices : carottes, céleri, lierre grimpant. Groupe 5 Gamopétales ovaire infère. Familles : Caprifoliacées : Astéracées (pissenlits, chardons, ) Chèvrefeuille moyen. à très acide. Viorne opulus plutot acide Lantane plutot calcaire. Sureau noir plutôt acide Grappes plutôt calcaire