Le règne végétal: une longue histoire…

Le règne végétal: une longue histoire…
François Munoz ([email protected])
Le règne végétal: une longue histoire…
Le vocabulaire savant, c’est compliqué ?
Quelques automatismes
Mots en –phytes: qualifient un végétal ou un organe végétal
Exemple: embryophyte = une plante qui possède un embryon
Mots en –phylle: qualifient une feuille ou qq chose qui est lié
Exemple: chlorophylle = un pigment de la feuille
Mots en –derme: associé à la peau, à la surface de la plante
Exemple: endoderme = à l’intérieur de la peau
Mots en –sperme: associé à la graine
Exemple: spermatophyte = plante à graines ☺
Le règne végétal: une longue histoire…
Etre une plante: vivre et se reproduire
Une plante produit des organes qui permettent d’acquérir l’eau et les
éléments nutritifs de l’environnement
La plante verte possède une usine, la photosynthèse, qui lui permet
de transformer la lumière en énergie pour son métabolisme
Son cycle de reproduction se déroule en deux étapes:
- Sporophyte: phase qui produit des spores
- Gamétophyte: phase qui produit des gamètes
Un gamète mâle et un gamète femelle forment par fécondation un
individu de la nouvelle génération
Le règne végétal: une longue histoire…
Evolution: changement et sélection naturelle
La survie et la reproduction détermine la capacité
de persister dans l’environnement (valeur
adaptative)
Parfois des mutations se produisent
Certains mutants peuvent posséder des
caractéristiques améliorant la capacité de
persister, dans l’environnement des ancêtres ou
dans un nouvel environnement
La sélection naturelle représente le
développement et la multiplication des individus
possédant une meilleure capacité de persister, au
détriment des autres
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 non protégés
Gamètes protégés
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 » < 7 cm)
2. Des embryophytes aux plantes à graines
Evolution du système de conduction
Végétaux vasculaires: modèle de circulation de la sève
Sève brute (xylème)
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 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
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:
Capillarité
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 l’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, dépendance forte à
humidité du milieu et petite taille seulement (« bryophytes » < 7 cm)
Végétaux vasculaires: différenciation xylème-phloème, xylème spécialisé
(cellules mortes renforcées)
Processus de conduction:
Capillarité
Poussée racinaire: montée engendrée par le gradient osmotique dans la
racine
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
Euphyllophytes = tige + feuille + racine
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)
Lepidocarpus lanceolatus
Lepidocarpus semialata
3. Plantes à graines
3. Plantes à graines
Apparition de l’ovule
Gymnospermes (ovules nus),
du grec "gumnos", nu et "sperma", semence, graine
Gymnaste moderne
Gymnastes grecs (antiques)
3. Plantes à graines
Apparition de l’ovule
3. Plantes à graines
Cône femelle et ovule de pin
Cône femelle
Ecaille
= macrosporophylle
Ovule
Bractée
3. Plantes à graines
Apparition de la graine
Structure protégeant l’embryon, résultant transformation de l'ovule fécondé, avec:
parties provenant du sporophyte maternel (les enveloppes de la graine),
du gamétophyte (les tissus de réserve de la graine)
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
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
Apparition de l’ovaire
Gymnospermes (ovules nus),
du grec "gumnos", nu et "sperma", semence, graine
Angiospermes (ovules enfermés dans cavité close: ovaire)
du grec "aggeion", récipient, enveloppe
a, Glossopteris
b, Caytonia male (above) and female
(below) reproductive units.
c, Caytonia cupule
4. Portrait-robot des plantes à fleurs
Structure 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!