Diversité végétale

PARTIE 2 : VÉGÉTAUX ET ÉVOLUTION NIVEAU D’ÉTUDE!: TERM S
Diversité végétale
Résumé du cours
La plante est un organisme autotrophe fixé à l’interface sol-air dans un milieu variable au cours du
temps.
Elle doit donc développer de grandes surfaces d’échanges, dans le sol ou dans l’air afin de puiser
dans le milieu les nutriments nécessaires à son développement et sa croissance.
Les organes «puits» (hétérotrophes) et les organes «sources» (autotrophes) sont reliés par une
double circulation racinaire et caulinaire.
Ne pouvant pas échapper aux prédateurs, ni s’adapter sur des périodes très courtes (<1an) à un
environnement changeant, les plantes sont amenées à développer des protections naturelles.
Distantes et ne pouvant se déplacer, les plantes à fleurs doivent développer différentes méthodes
visant au rapprochement des gamètes (fleurs, gènes du développement).
Une collaboration étroite règne animal / règne végétal (coévolution) est ainsi l’une des solutions
adoptées pour la dissémination du pollen et la dispersion des graines.
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Rappels de classification végétale
Algues : Charophytes - évolution pour s’adapter au mode de vie terrestre
Embryophytes : plantes à embryon, caractéristiques du milieu terrestre (Ordovicien, -475 Ma, à
Oman, découverte de Michael Sanderson (2003) - University of California)
Caractères dérivés des végétaux terrestres par rapport aux Charophytes :
-Méristèmes apicaux
-Alternance de générations
-Spores entourées d’une paroi : sporanges
-Gamétanges multicellulaires
-Embryon multicellulaires dépendants
-Cuticule épidermiques (résistance au dessèchement) - polyesters et cire
-Production de composés secondaires (primaires : glu, lip, AA, ...) :
-Alcaloïdes, terpènes, tanins, phénols (flavonoïdes : absorbent les UV)
Classification des végétaux terrestres :
-Bryophytes (non vasculaires) : hépatophytes, anthocérophytes, muscinées (mousses)
-Vasculaires sans graine - 420 Ma : lycophytes (isoètes), ptérophytes (fougères, prêles...)
-Vasculaires à graines (embryon + réserves) - spermaphytes - 360 Ma :
-gymnospermes (graine nue) - ginkogophytes, cycadophytes, gnétophytes,
pinophytes (conifères)
-angiospermes (graine dans une capsule) - anthophytes (plantes à fleurs) 250 000 sp.
Cycles biologiques végétaux :
-Les plantes annuelles ont un cycle biologique d’une année au maximum, de la germination à
la production de graines (plantes alimentaires).
-Les plantes bisannuelles, sur deux ans. Vernalisation, croissance végétative la première
année, floraison la seconde, souvent récoltées avant la floraison.
-Les plantes vivaces, arbres et arbustes, vivent de nombreuses années.
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Organisation et développement d’une plante angiosperme
1. Description de la morphologie végétale à partir d’un exemple
a. L’appareil racinaire - non photosynthétique : hétérotrophe
Rôle : absorption de l’eau et des minéraux, stockage de matières organiques, ancrage au sol
-Pivotant : gymnospermes et angiospermes dicotylédones
-une racine centrale (pivot) et racines latérales, forte profondeur
-racine stockant des matières organiques en vue de la floraison (récolte pré-floraison)
-Carottes, rutabaga, bettrave à sucre, radis, ...
-Fasciculé : vasculaires sans graines et monocotylédones
-fines racines sous la surface du sol, bonne protection contre l’érosion
-possibilité de rhizomes (tiges souterraines)
-Autres rôles : racines adventives
-racines étranglantes : permettent à un arbre de s’enrouler autour d’un hôte
-racines échasses : support d’une plante (poids)
-racines à contreforts (kapokier)
-pneumatophores (racines respiratoires, absorbent oxygène, mangrove et marrais)
-Structure racinaire et croissance
-Coiffe : protection contre les frottements mécaniques (sol), protection du méristème
apical, statocytes (gravité)
-Zone de divisions cellulaires (méristème)
-Zone d’élongation (croissance volumique, vacuolaire)
-Zone de différenciation cellulaire
-Tissus de revêtement : épithélium, poils absorbants
-Tissus fondamentaux : cortex, parenchymes, péricycle, endoderme
-Tissus conducteurs de sève : xylème, phloème, moelle
-Croissance indéfinie : tant que le méristème est en activité
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-Zones d’échanges avec le sol :
-zone pileuse, ou zone d’absorption (poils absorbants)
-prolongement de cellules épidermiques, pas racines latérales
b. L’appareil végétatif ou caulinaire - photosynthétique : autotrophe
Tiges et feuilles constituent les organes principaux de l’appareil caulinaire.
-Les tiges
-Noeuds, entre-noeuds
-A l’aisselle des feuilles : bourgeons axillaires (dormance)
-A l’apex caulinaire : bourgeon terminal (croissance / élongation - dominance apicale)
-Les tiges particulières
-Stolons : reproduction asexuée d’un plant, couverture d’une surface importante
(fraisier)
-Bulbes : feuilles charnues, souterraines la plupart du temps (oignon)
-Tubercules : rhizomes de stockage, «yeux» =noeuds (pomme de terre)
-Rhizomes : tiges horizontales souterraines (gingembre, menthe)
-Structure de la tige
-Epiderme
-Faisceaux libéroligneux : regroupement de tissus conducteurs
-xylème à l’intérieur, phloème à l’extérieur, en arc
-Parenchyme (le plus important), fibres de sclérenchyme et de collenchyme
-Croissance de la tige (secondaire)
-Cambium libéroligneux : créée du xylème secondaire (bois) et du phloème
secondaire
-couche uniforme de cellules capables de se diviser entre les vaisseaux de
xylème 1 et de phloème 1
-croissance en épaisseur d’année en année (vers l’extérieur et vers l’intérieur)
-cellules initiales des rayons : courtes, perpendiculaires à l’axe de la
tige : rayons conducteurs parenchymateux (circulation d’eau, de
matières organiques, d’hormones, mise en réserve d’amidon...)
-cellules initiales fusiformes : trachéides, fibres de xylème, cellules
criblées, compagnes, parenchyme.
-DURAMEN : accumulation interne de couches rigides de
cambium ne transportant plus d’eau ni de minéraux
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-AUBIER : couches extérieures de cambium responsables du
transport de sève brute et élaborée
-Phellogène : créée des cellules épaisses et résistantes subérophélloderniques
-Dans l’écorce externe de la tige / péricycle de la racine
-Phelloderme : parenchyme, à l’intérieur du phellogène
-Liège : à l’extérieur du phellogène, sécrète la subérine (imperméabilisant :
limite la perte d’eau, les agressions du milieu et les agents pathogènes)
-Périderme : formé par le phelloderme et le liège, pas de division possible:
fendillement de l’écorce, qui se reforme l’année suivante
-Les feuilles
-Origine : primordium foliaire (issu du méristème axillaire)
-Limbe (plat, intérieur de la feuille)
-Pétiole (relie la feuille au noeud de la tige) chez les dicot. et gaine enveloppante chez
les monocot. (mais le palmier en a...)
-Nervures : tissu conducteur des feuilles
-Feuilles simples / composées / bipénnées : supportent le grand vent sans se déchirer
-Epiderme / épithélium : cuticule (limite l’évapotranspiration et les agressions
mécaniques) ou trichomes (sécrétion d’huiles aromatiques contre les agressions)
-Les feuilles particulières
-Vrilles : permet à une plante de s’accrocher à un support (pois)
-Epines : photosynthèse de la tige, lutte contre la dessiccation (cactus)
-Feuilles de stockage : stockage d’eau (plantes grasses, aloé)
-Bractées : attraction des pollinisateurs, feuilles colorées (poinsettia)
-Reproductives : plantules foliaires pouvant s’enraciner (kalanchoe montiana)
-Structure de la feuille
-Cuticule protectrice et épithéliums
-Stomates : échanges O2 et CO2, cellules stomatiques, chambre sous-stomatique,
vaporisation de l’eau, ostiole
-Mésophylle (entre épiderme sup. et l’épiderme inf.)
-parenchymes spécialisés dans la photosynthèse
-lacunes
-vaisseaux conducteurs de sève : nervures et ramifications,
-apports d’eau et de minéraux, transport des matières organiques
issus de la photosynthèse
-squelette de la feuille : gaine périfasciculaire
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