Le règne végétal
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Le règne végétal: une longue histoire… François Munoz ([email protected]) Le règne végétal: une longue histoire… 1. La lignée verte 2. Des embryophytes aux plantes à graines 3. Plantes à graines 4. Portrait-robot des angiospermes 1. La lignée verte Quels sont les caractères que partagent les descendants d’un lointain ancêtre ? 1. La lignée verte Sortie des eaux Apparition progressive de nouvelles adaptations au milieu terrestre et aérien Structures de soutènement : Lignine Système circulatoire : Système vasculaire Respiration aérienne : Stomates Reproduction : Enveloppe solide, embryon protégé Limitation pertes en eau : Cuticules 1. La lignée verte Thallophytes Embryophytes Plantes aquatiques et milieux humides Plantes terrestres Cormos = rameau dressé Faible différenciation cellulaire Différenciations anatomiques (apparition tiges, feuilles, racines) Diversité de cycle de développement et de modalités de reproduction Alternance constante de génération haploïde et diploïde Gamètes inclus dans gamétocystes (pas de couche de protection) Gamètes protégés (gamétanges = archégone et anthéridie) Apparition embryon (structure dormante) 2. Des embryophytes aux plantes à graines = Rhizophytes Hépatiques Mousses Anthocérotes = Stomatophytes 2. Des embryophytes aux plantes à graines Evolution du système de conduction Végétaux non vasculaires: conduction par capillarité Dépendance forte à humidité du milieu et petite taille seulement ( bryophytes (« b h » < 7 cm)) 2. Des embryophytes aux plantes à graines Evolution du système de conduction Végétaux vasculaires: modèle de circulation de la sève Sè b Sève brute t ((xylème) lè ) Sève élaborée (phloème) Xylème spécialisé pour montée sève brute (« tuyaux renforcés » par lignine) 2. Des embryophytes aux plantes à graines Evolution du système de conduction Hydroïdes et leptoïdes, tissus conducteurs présents chez les mousses sont considérés comme homologues et à l’origine l origine du système conducteur xylème/phloème 2. Des embryophytes aux plantes à graines Evolution du système de conduction Les tuyaux du xylème sont formés de briques alignées, les trachéides Trachéides = cellules spécialisées allongées servant au transport de la sève brute Paroi cellulaire épaisse lignifiée, disparition du protoplasme Evolution de la structure de conduction: trachéides Æ vaisseaux vrais Trachéophytes = plantes qui possèdent des trachéides) 2. Des embryophytes aux plantes à graines Evolution du système de conduction Végétaux vasculaires: mise en place circulation différenciée sève brute – sève élaborée, via « tuyauterie » adaptés Comment « pousser » la sève brute dans la plante Processus de conduction: Æ Capillarité Æ Poussée racinaire: montée engendrée par le gradient osmotique dans la racine 2. Des embryophytes aux plantes à graines Evolution du système de conduction Principe de ll’osmose: osmose: déplacement de liquide selon sa concentration en éléments dissous 2. Des embryophytes aux plantes à graines Evolution du système de conduction Apparition des racines (Rhizophytes) L’entrée de la solution du sol dans les racines se fait par osmose L’endoderme empêche la perte d’eau si l’osmose est inversée ! Rhizoïde de mousse = succession de cellules Modèle anatomique de racine 2. Des embryophytes aux plantes à graines Evolution du système de conduction Végétaux non vasculaires: conduction par capillarité capillarité, dépendance forte à humidité du milieu et petite taille seulement (« bryophytes » < 7 cm) Végétaux vasculaires: différenciation xylème-phloème, xylème phloème, xylème spécialisé (cellules mortes renforcées) Processus de conduction: Æ Capillarité Æ Poussée racinaire: montée engendrée par le gradient osmotique dans la racine Æ Transpiration: perte eau au niveau des feuilles favorisant ascension de sève (pression négative, théorie de la cohésion) - Importance des échanges gazeux au niveau de la feuille (stomates) - Vascularisation de la feuille 2. Des embryophytes aux plantes à graines Evolution du système de conduction Apparition des stomates (Stomatophytes) Pore des hépatiques Pas de régulation de la fermeture ≠ Stomate des stomatophytes Régulation de la fermeture Important en milieu aérien 2. Des embryophytes aux plantes à graines Evolution du système de conduction Apparition des feuilles Feuilles = Expansions aplaties parcourues par appareil conducteur et munie d’une surface cuticulée parsemée de stomates Chez une mousse: structure aplatie et épaissie Mais non vascularisée (fausse nervure) Feuille composée 2. Des embryophytes aux plantes à graines = Rhizophytes Hépatiques Mousses Anthocérotes = Stomatophytes 2. Des embryophytes aux plantes à graines Lycophytes Fougères et plantes alliées Microphylle = structure partiellement vascularisée Euphyllophytes 2. Des embryophytes aux plantes à graines E h ll h t = tige Euphyllophytes ti + feuille f ill + racine i 2. Des embryophytes aux plantes à graines Lycophytes Fougères et plantes alliées Microphylle = structure partiellement vascularisée Euphyllophytes 2. Des embryophytes aux plantes à graines Protéger les éléments reproducteurs: essentiel à la survie en milieu aérien ! Gamétophyte: produit des gamètes (mâles ou femelle) Sporophytes: produit des spores Mousse Fougère Plante à fleur 2. Des embryophytes aux plantes à graines Protéger les éléments reproducteurs: essentiel à la survie en milieu aérien ! 2. Des embryophytes aux plantes à graines Evolution vers un ovule primitif (fougères fossiles) L id Lepidocarpus lanceolatus l l t L id Lepidocarpus semialata i l t 3. Plantes à graines 3. Plantes à graines Apparition ppa o de l’ovule o ue Gymnospermes (ovules nus), d grec ""gumnos", du " nu ett "sperma", " " semence, graine i Gymnaste moderne Gymnastes grecs (antiques) 3. Plantes à graines Apparition ppa o de l’ovule o ue 3. Plantes à graines Cône femelle et ovule de pin Cône femelle Ecaille = macrosporophylle Ovule Bractée 3. Plantes à graines Apparition ppa o de la ag graine a e Structure protégeant l’embryon, résultant transformation de l'ovule fécondé, avec: Æp parties p provenant du sporophyte p p y maternel ((les enveloppes pp de la g graine), ), Æ du gamétophyte (les tissus de réserve de la graine) Æ du sporophyte de la génération suivante : l'embryon. Voir cycle du pin 3. Plantes à graines Apparition des étamines 3. Plantes à graines Apparition des étamines Individu mâle de Gingko g Cône mâle et pollen de pin 3. Plantes à graines Coupe longitudinale d’un cône mâle Ecailles = microsporophylles Cônes mâles Pollen de Pinus sp. 3. Plantes à graines Gnétophytes: transition vers la fleur Ephedra distachya Enveloppes de bractées (petites feuilles) protégeant les parties reproductrices 4. Portrait-robot des plantes à fleurs Détails 4. Portrait-robot des plantes à fleurs Apparition de l’ovaire Gymnospermes (ovules nus), du grec "gumnos", nu et "sperma", semence, graine Angiospermes g p ((ovules enfermés dans cavité close: ovaire)) du grec "aggeion", récipient, enveloppe a Glossopteris a, b, Caytonia male (above) and female b (below) reproductive units. c Caytonia cupule c, 4. Portrait-robot des plantes à fleurs Structure d’un d un carpelle 4. Portrait-robot des plantes à fleurs Structure d’une fleur Pétales et sépales = pièces stériles Etamines et pistil = pièces fertiles 1: pétale, 2: sépale, 3: anthère, 4: stigmate, 5: ovaire, 6: fruit, 7: graine. That’s all folks!
