L`évolution des arbres - Site des guides

Marcoux Yves
Section Guide Nature
Travail sur l’évolution
Les révolutions végétales des arbres
Ou
L’ère évolution végétale des Arbres
Cours Industriels et Commerciaux de Couillet
Rue des Lilas, 3 à 6010 Couillet
Année scolaire 2007-2008
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Précambrien (4,5 milliards d'années)
Il y a 4,5 milliards d'années, l'atmosphère terrestre n'était composée que de vapeur d'eau, de
dioxyde de carbone, de dioxyde de soufre, et d'azote. L'oxygène n'était présent qu'à l'état de
trace. C'est l'apparition de cellules capables d'effectuer l'acte photosynthétique, c'est à dire
combiner l'eau et le dioxyde de carbone en libérant de l'oxygène grâce à l'absorption de
l'énergie lumineuse, qui stimula l'évolution de formes de vie plus complexes qui sont à
l'origine des organismes végétaux et animaux.
Les premières algues remontent au précambrien il y a un milliard cinq cents millions
d'années. Pendant des centaines de millions d'années elles subirent une évolution, se
diversifièrent, certaines se fixant au fond se ramifiant atteignant parfois de grandes tailles
ressemblant à des plantes terrestres voire à des arbres.
Jusqu'au silurien (- 435 millions d'années)
Les êtres vivants n'avaient pas encore quitté la mer. Pour ce faire ils subissent des
transformations préalables pour éviter le dessèchement, ils se couvrent d’une fine membrane
appelée cuticule .Les échanges gazeux se font par les stomates (orifice pour échanges
gazeux) . A ce stade on peut les classer comme bryophytes (mousses et hépatiques).
Sans racines les trachéophytes (plantes vascularisées), bénéficient de deux « inventions»
majeures. Tout d'abord la lignine. Très résistante, constituant la paroi de cellules « vidées »
qui placées bout à bout formeront des tubes, les trachéides et les vaisseaux .Cette lignine
assure aussi la rigidité de la plante qui, n'étant plus plongée dans l'eau, se trouve soumise à la
pesanteur terrestre contre laquelle elle lutte en s'élevant verticalement.
La plante doit puiser dans le sol les liquides nourriciers indispensables à sa vie, d'où la
seconde « invention » la racine .Celle-ci, souterraine vivant dans l'obscurité ne peut pratiquer
la photosynthèse et doit donc être ravitaillée par les feuilles.
Dès le dévonien (- 395 millions d'années)
Un formidable flux évolutif envahit alors la Terre, qui change radicalement d'aspect : elle
verdit. Les plantes primitives forment ce qui deviendra les couches de charbon.
Durant le dévonien inférieur les innovations morphologiques et anatomiques se succèdent :
racines, division inégale des tiges (permettant les tiges principales et tiges latérales)
différenciation de feuilles simples, début de l’héterosporie (spores de tailles différentes)
Le Dévonien moyen
Est une période charnière. On y note la persistance sporadique de formes primitives (de
rares Zosterophyllum et quelques Psilophyton). S'y ajoutent de nombreuses formes
innovantes, à la base de futurs développements évolutifs très importants : apparition du port
arborescent, mise en place du cambium (une couche unicellulaire située entre le bois et
l'écorce) et du bois, complication des ramifications, individualisation des Lycophytes,
initiation de la graine, etc.
L'innovation marquante, lourde de conséquences évolutives, est assurément
l'apparition durant le Dévonien moyen, du cambium tel qu'on le connaît encore
actuellement.
Ce tissu forme, vers l'intérieur de la tige, du bois (conduisant la sève brute des
racines aux feuilles, et assurant le soutien de la plante), et, vers l'extérieur, du
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phloème secondaire (conduisant la sève élaborée des feuilles à toute la
plante).
Runcaria. Un précurseur des plantes à graines.
C'est d'une localité de la fin du Dévonien moyen, Ronquières, que provient
Runcaria), qui est très vraisemblablement un précurseur des plantes à graines.
Cette graine primitive montre déjà les caractères essentiels des graines plus jeunes
du Dévonien supérieur. Elle possède une enveloppe externe (la cupule) à plusieurs
segments qui entoure la partie inférieure de l'enveloppe interne (le tégument) divisé
en lanières étroites et formant une cage protectrice autour de l'organe renfermant le
gamète femelle. La plante qui produisait cette «proto-graine» est encore inconnue.
Le dévonien supérieur
Est une période de grands changements : les premières forêts apparaissent.
Les populations de Lycophytes arborescentes deviennent abondantes. Les premières plantes
de type fougère forment des populations denses. Les plantes à graines primitives se
multiplient, explorant diverses morphologies et exploitant un système de fécondation
impliquant une chambre pollinique dans laquelle les grains de pollen primitifs libèrent des
gamètes nageurs.
Les Archaeopteris deviennent dominants dans le paysage. Ils se reproduisent toujours par
spores, comme les fougères ; ils sont néanmoins plus sophistiqués que la majorité des
fougères, puisqu'ils sont hétérosporés (élaborent des spores sexualisées). Ils « collectionnent »
les avancées évolutives qui lui ont valu d'être qualifié de « premier arbre moderne ».
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Le carbonifère (-345 millions d’années)
La météo plus contrastée faite de nuages et de saisons plus marquées favorise le
développement de plantes telles que les Ptéridophytes géants, qui disparaîtront presque tous
par la suite. Des Lépidodendrons atteignant 30 m de haut et 2 m de diamètre à la base,
Sigillaires de 20 m de haut et Prêles géantes forment les premières forêts qu’ait porté la terre.
Leurs aspects étaient loin de ressembler à nos forêts, les troncs ici étaient rectilignes, les
rameaux rares longs et grêles, et surmontés d’un plumeau dépenaillé.
De cette période, nous en connaissons les vestiges, puisqu'ils forment des dépôts de houille
que l'homme a longtemps utilisés avant d'en découvrir l'origine. Ces gisements faits de
couches successives (à Essen, en Rhénanie, on a pu compter jusqu'à cent quarante-cinq forêts
superposées) se sont constitués lorsque, tous les mille ans environ, la mer a inondé ces forêts,
les ensevelissant sous une couche de boue salée, les transformant en carbone.
Sur la fin de cette période apparaît les gymnospermes (plantes dont les graines sont à nu, tous
les conifères en font partie) ce mode de reproduction est de plus en plus efficace, mais il
faudra attendre le jurassique pour voir exploser ces populations.
Cette nouvelle phase évolutive eut des conséquences capitales. Un deuxième grand flux de
végétaux envahit la terre et lui donne déjà un aspect plus proche de celui que nous
connaissons. Sans doute les premières gymnospermes ne ressemblaient elles pas encore à nos
Pins ou à nos Sapins, mais plutôt à des Araucarias ou à des Séquoias. Leur mode de
fonctionnement n'en était pas moins identique à celui des actuels conifères européens.
Le permien (-300 Millions d’années)
A vu un type de végétal prospérer, surtout sur le plan de la reproduction, les cordaïtales,
que nous ne connaissons que comme fossiles. Les cycadales (plantes dioïques) vivent encore
de nos jours, et ressemblent au croisement d’une fougère arborescente et d’un palmier.
Un seul grand continent a créé des conditions climatiques impliquant de grandes variations de
température au gré des saisons (climat continental) ainsi qu'un régime de pluie du type
mousson. Les déserts semblent être très étendus sur Pangée. Les conditions sèches ont
favorisé les Gymnospermes, et d'autres plantes comme les fougères qui dispersent des spores.
La fin du Permien est aussi marqué par une crise biologique sans précédent, la plus
importante crise que la biosphère ait connue, à savoir l'extinction d'environ 90 % des espèces
vivantes ! Les origines de cette hécatombe ne sont pas encore parfaitement connues La
principale hypothèse émise est la chute d’une météorite. (L’iridium se trouve en abondance
dans les matériaux extraterrestres. Mais aucune dose anormale n’est constatée dans les dépôts
de cette période). Par contre, dans l’antarctique, on constate une dégradation des conditions
climatiques et de très fortes variations du niveau des mers.
Une activité volcanique importante donne 1 500 000 Km2 de dépôt basaltique en Sibérie.
Le Ginkgo Biloba survivra à cet important bouleversement.
-Engelbert Kaempfer, médecin et botaniste allemand séjourna au Japon de 1690 à 1692 en
mission pour la compagnie des Indes néerlandaises. Il fut le premier Européen à avoir fait une
description de cet arbre dans son mémoire Amoenitatum exoticarum (publié en 1712).
Il rapporta des graines de Ginkgo en Hollande et c’est dans le jardin botanique d’Utrecht que
les premiers Ginkgo Européens furent plantés. Au premier abord, cependant, cette relique,
unique survivante d'une famille végétale dont toutes les autres espèces ont disparu, ne
surprend guère. Mais si l'on regarde sa feuille de plus près, elle ne ressemble à aucune autre.
Formant un éventail aux bords arrondis, échancré en son milieu, elle est parcourue de
nervures rayonnantes toutes dirigées vers le pétiole, qui est très long. C'est une espèce
dioïque, très archaïque par son mode de reproduction. En1727 le premier exemplaire élevé en
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Occident faisait la gloire du célèbre Jardin
botanique d'Utrecht, aux Pays-Bas. En1754, on
trouvait des Ginkgos en Angleterre. C'est un
riche amateur de Montpellier. M. de Pétigny,
qui, en 1788, introduisit le premier spécimen
planté en France. Il l'avait acquis pour la
somme fabuleuse de quarante écus d'or.
L'espèce demeurait très rare en Europe, car on
n'y possédait que des pieds mâles. Le premier
pied femelle fut découvert à Genève en1814.
Depuis lors, cet arbre magnifique prospère dans
les parcs et les jardins.
Par ailleurs, il s'agit du premier arbre à avoir repoussé dans la zone touchée par l'explosion de
la bombe nucléaire à Hiroshima. Depuis la fin de la Seconde guerre mondiale, le ginkgo est le
symbole même de la résistance et de la longévité.
On pouvait penser que le cas du Ginkgo était unique dans le monde végétal.
Mais en 1941, tandis qu'un paléo botaniste japonais identifiait à Tokyo les restes fossiles d'un
conifère qu'il nomma Metasequoia glyptostroboides, en raison des apparenté avec les
Séquoias, un botaniste chinois découvrait dans le sud-ouest de la Chine trois spécimens
survivants de cette espèce appartenant à un genre que l'on croyait éteint depuis 130 millions
d'années. En 1946-1947, les dendrologues chinois Chenget Huseh trouvèrent d'importants
peuplements naturels de cet arbre.Dès1948, les premières graines germaient à l' Arnold
Arboretum de Boston. Cette espèce est aujourd'hui répandue dans les parcs.
Trias (-230 million d’années)
Les Cycadales, et les Gymnospermes connaissaient leur apogée, les survivants de la limite
P/T que sont les lycophytes dominent encore au Trias inférieur avant de laisser leur place aux
cycades, ginkgophyta (qui ne sont plus représentés actuellement que par Ginkgo biloba) et les
glossoptérides.
Les premières Angiospermes (graine dans un récipient) naissaient sans doute, puisque des
fossiles représentant des espèces très évoluées, proches déjà de celles qui nous sont familières,
remontent au début du crétacé.
Le jurassique (200 Millions d’années)
Une évolution se manifeste au niveau de la feuille, qui, réduite chez les Gymnospermes, se
déploie chez les Angiospermes, formant un «écran vert », le limbe, tendu par les nervures,
offrant la plus grande surface possible aux rayons du soleil, multipliant ainsi les échanges
avec le milieu ambiant. La circulation des fluides dans l'arbre s'en trouve accrue et la structure
du bois modifiée.
Crétacé (141-65 millions d’années)
A partir du Campanien. Les angiospermes s’étendent et deviennent dominantes, les forêts
d'arbres feuillus (figuiers, magnolias et Platanacée) s’étendent sur tout le globe, ainsi que
d'innombrables plantes herbacées à fleurs. Leur dissémination est aidée par l’apparition des
abeilles, les relations insectes angiospermes sont un bon exemple de coévolution dans le
règne animal.
Les gymnospermes, tel que les conifères, continuent de se développer. Les Bennettitales
apparus pendant le Trias s’éteignent.
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La forêt atteint son apogée en Europe. Parmi les espèces qui la peuplaient, certaines ont
depuis longtemps disparu.
Paléogène (65-35 Millions d’années)
L'extinction du Crétacé a laissé la place à de nombreuses niches écologiques. Les
plissements alpins et glaciations ont des effets sur l’environnement.
Les Gymnospermes amorçaient un lent déclin dans les plaines, mais renforcent leurs
présences en devenant des espèces de montagne, grâce à leur meilleure résistance à la
sécheresse et au froid.
La plupart des formes végétales sont restées relativement stables.
L’Éocène (53-36 Millions d’années)
Au début, les températures élevées et les océans chauds créent un environnement humide et
doux, avec des forêts s’étendant d’un pôle à l’autre, hormis dans quelques déserts arides. Les
forêts sont dominantes sur les terres. Les forêts arctiques sont étendues. Des fossiles et même
des restes préservés d’arbres, tel que des Metasequoia et des Glyptostrobus, sont communs sur
l’Île d'Ellesmere (nord du Canada), situés seulement quelques degrés plus au sud
qu’actuellement, dans l’arctique canadien, ces restes ne sont pas des fossiles mais des restes
préservés dans de l’eau pauvre en oxygène. On trouve aussi des fossiles sub-tropicaux, voir
tropicaux datant de l’Éocène au Groenland, en Alaska. Les forêts tropicales poussent en
Europe, des fossiles de palmiers sont découverts en Alaska et en Europe du Nord durant le
début de l’Éocène, ils deviennent moins abondant lorsque le climat se rafraîchit. Le climat se
refroidit à partir de l’Éocène moyen, le climat continental devient plus sec et les forêts
s’éclaircissent nettement dans certaines régions. Les Poaceae (graminées) sont confinés aux
berges des rivières et des lacs et ne se sont pas encore étendus aux plaines et savanes. Le
refroidissement conduit à l’expansion des arbres à feuilles caduques, plus résistant au
changement de température, ils prennent la place des plantes sempervirentes (toujours verte
ou fleurie). À la fin de l’Éocène les forêts composées de caducs couvrent de large partie de
continent. L’Antarctique vers la fin de cette période est nettement plus froid, la flore tropicale
a disparu.
l’Oligocène (34-25 M.A.)
Les Angiospermes ont continué leur expansion. De nombreuses forêts tropicales et
intertropicales ont été remplacées par des forêts tempérées d’arbres à feuilles caduques. Les
graminées s’étendent le long des berges des rivières et des lacs mais sans encore former des
savanes. Les plaines ouvertes et les déserts deviennent plus fréquents. En Amérique du Nord,
des espèces subtropicales dominent avec des anacardiers, des Litchi, des hêtres et des pins.
Les légumineuses, joncs et fougères ont continué à se diversifier.
De vastes étendues de toundra sont présentes.
Miocène (22-15 M.A.)
Les forêts tropicales d’Afrique diminuent en laissant la place à des savanes. Les graminées
se diversifient, des espèces nouvelles capables d’assimiler plus efficacement le dioxyde de
carbone apparaissent.
Pliocène (25-1,8 M.A.)
Les forêts tropicales continuent à se réduire et n’occupent plus qu’une étroite bande autour
de l’équateur, laissant la place à des savanes, les graminées conquièrent tous les continents.
Les forêts tempérées d'arbre à feuilles caduques s’étendent aux latitudes moyennes. Les
conifères et la toundra couvrent les latitudes élevées de l’hémisphère nord, l’Antarctique
devient un désert glacé.
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Néogène(25-11430)
La plupart des autres formes de vies sont restées relativement stables.
Pléistocène (1,8-.10.000)
Les débuts furent marqués par de brusques refroidissements de la planète, les glaciations
(Günz : -1,6 à -1,3 Ma ; Riss : -0,9 à -0,7 Ma ; Mindel : -0,55 à -0,4 Ma ; Würm : -0,1 à -0,01
Ma). Bien qu'elles aient été séparées par de longues périodes de réchauffement, au cours
desquelles la flore se reconstituait jusqu'à un nouvel assaut du froid, de très nombreuses
espèces succombèrent, tout au moins en Europe. Ainsi la végétation de notre continent
s'appauvrit-elle considérablement, alors que les espèces demeuraient beaucoup plus
nombreuses tant en Amérique du Nord qu'en Extrême-Orient, où l'orientation des plissements
permit aux plantes de se réfugier vers le sud lors des glaciations, puis de regagner leur aire
d'origine quand le climat fut redevenu favorable, alors que les Alpes, les Pyrénées et les
Carpates formaient une barrière infranchissable.
Holocène (10.000 a nos jours)
Lorsque les glaces se retirèrent vers le nord il y a environ dix mille ans – elles laissèrent
place à la toundra, ou à la steppe. Les arbres ne reprirent que peu à peu possession du terrain,
évoluant lentement vers la chênaie mixte, forêt dense de Chênes et de Hêtres avec des
Tilleuls, des Érables et des Aulnes.
Au 7ème millénaire, le climat, d'abord plus sec et plus chaud qu'il ne l'est de nos jours, passa
au type atlantique, encore chaud, mais plus humide
Du 6ème au 4ème millénaire. Ainsi, aujourd'hui, bien qu'infiniment moins riches en genres et
espèces, que les zones tempérées comparables de Chine, du Japon ou des Etats-Unis, les
forêts européennes comptent néanmoins une trentaine d'espèces de Gymnospermes, et
quelque deux cent cinquante ligneux feuillus, dont une cinquantaine d'arbres grands et
moyens, et de nombreux arbustes et arbrisseaux, cela parmi les végétaux spontanés.
Sources des informations
Guide des arbres et arbustes Sélection
Internet – Wikipédia
- Futura sciences
- Les beaux jardins
- Divers site pour recouper les informations.
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SYNTHESE
M.A. Périodes
Faits marquants
4.500 Précambrien
1.500
Photosynthèse
Algues
570 Cambrien
500 Ordovicien
435 Silurien
Cuticule
Stomate
Lignine
Racines
395 Dévonien
Division inégales
branches
Formes arborescentes
Cambium
Graines primitives
345 Carbonifère Gymnosperme
280 Permien
Ginkgo
230
230
200
140
65
65
54
37
25
6
1 .8
FIN DU PRIMAIRE
Trias
Angiospermes
Jurassique
Formes des Feuilles
Crétacé
Abeilles- Angiospermes
FIN DU SECONDAIRE
Paléocène
Eocène
Arbres à feuilles caduques
Oligocène
Miocène
Pliocène
Pléistocène Glaciation disparition
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