Apparition et radiation des Angiospermes au Cretace
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UE : Actualité et synthèse Apparition et radiation des Angiospermes au Cretace Loraine Gourbet et Laurie Bougeois Jeudi 18 décembre 2008 Introduction 1 - Rappels de botanique 2 - Apparition et diversification des Angiospermes au Crétacé 3 - Contexte climatique et radiation des Angiospermes 4 - Une réussite évolutive ? Conclusion 1 - Rappels de botanique ● Angiosperme = plante à fleur et à fruit Fruit simple Fleur hermaphrodite 2 - Apparition et diversification des Angiospermes au Crétacé Contexte Deux approches : ● fossile ● moléculaire Friis et al. 2005 Quels fossiles ? ● Mauvaise préservation en milieu continental ● Enchantillonnage dans des charbons (feux de forêts) ● Grains de pollen, feuilles, fleurs, tronc... ● Assemblage incomplet Friis et al. 2005 2 - Apparition et diversification des Angiospermes au Crétacé Etudes sur les fossiles et les plantes actuelles ● ● ● ● ● Datation faite sur des grains de pollen => première apparition au Crétacé inférieur 136 Ma Apparition de la forme herbacée puis de la forme arbre De nombreux fossiles n'ont pas d'équivalents actuels => extinctions Complexité et diversité précoces Deux « boums » écologiques : Crétacé inférieur et Cénozoïque 0,2 cm 0,5 cm 0,5 cm Sun et Dilcher 2002 2 - Apparition et diversification des Angiospermes au Crétacé Analyse moléculaire Relations phylétiques ● Horloges moléculaires => plusieurs âges d'apparition très anciens ● Contradiction avec les données fossilifères : exemple des Chloranthacées ● Frohlich et Chase 2007 Friis et al. 2005 3 - Contexte climatique et radiation des Angiospermes Evolution des climats Variations climatiques importantes au Crétacé inférieur - Barrémien : chaud et sec - Aptien : froid et humide (chute de la T de 5°C) - Albien : sec et semi-aride (hausse de la T de 10°C) => hypothèse d'un climat favorable à l'expansion des Angiospermes non retenue ● Influence sur des caractères morphologiques exemple des vaisseaux de xylème ● Cependant actualisme difficilement possible ● Vaisseaux de xylème www.cegep-ste-foy.qc.ca 3 - Contexte climatique et radiation des Angiospermes Ecologie des Angiospermes primitives Colonisation de différents types d'environnements - eaux douces - plaines inondées - sous-étage des forêts humides - chenaux fluviatiles et marécages ● Différents types d'écologie - rudérale - compétitive - tolérante au stress ● Dès le Crétacé supérieur => les Angiospermes supplantent les Gymnospermes ● Composition florale dans divers environnements au Crétacé. Coiffard et al. 4 - Une réussite évolutive ? Des mécanismes variés Modifications morphologiques de la plante favorisant la fécondation croisée : ● ● ● le carpelle se ferme les fleurs deviennent bisexuées incompatibilités polliniques Fleur hermaphrodite 4 - Une réussite évolutive ? Coévolution avec insectes Pétales, sépales et nectaires attractives => entomogamie ● Mais attention l'entomogamie n'est pas le seul mécanisme de pollinisation => anémogamie et transport par l'eau ● Orchis abeille http://environnement.ecoles.free.fr/images/ophrys.jpeg 4 - Une réussite évolutive ? Conséquences des différents types de pollinisation permet de rebondir rapidement après une crise écologique comme la crise K-T ● Conséquences génétiques de la fécondation croisée ● ● ● fécondation croisée favorise l'hétérozygotie (pluriallèlisme) cumulation rapide de mutations génétiques favorables adaptation possible à de nouveaux environnements Mais la reproduction sexuée ne permet à elle seule d'expliquer la rapidité de la radiation des Angiospermes ● combinaison de 2 mécanismes : - multiplication végétative => permet de coloniser rapidement les espaces - fécondation croisée => diversité génétique Conclusion Véritable explosion des Angiospermes au Crétacé Deux « boums » écologiques Augmentation de la diversité des Angiospermes fulgurante Colonisation très rapides des espaces Précurseur Pré-Crétacé ? ----------------Mais restons prudents !! fossiles continentaux => interprétation biaisée Bibliographie [1] Frohlich, Chase. 2007. After a dozen years of progress the origin of angiosperms is still a great mystery. Nature 1184-1189 [2] Coiffard, Gomez, Thevenard. 2007. Early Cretaceous Angiosperm invasion of western Europe and major environnemental changes. Annals of Botany 545-553 [3] Francis and Poole. 2001. Cretaceous and early Tertiary climates of Antartica : evidence from fossil wood. Palaeo 47-64 [4] Chaloner and McElwain. 1996. The fossil plant record and global climatic change. Review of Palaeobotany and Palynology 73-82 [5] Ge Sun et al. 2002. Early angiosperms from the Lower Cretaceous of Jixi, eastern Heilongjiang, China. Review of Palaeobotany and Palynology 91-112 [6] Friis et al. 2005 When Earth starting blooming : insights from the fossil records. Current opinion in plant Biology 5-12 [7] Philippe et al. 2008. Woody or not woody ? Evidence for early angiosperm habit from the Early Cretaceous fossil wood record of Europe. Paleoword 152-142 [8] Haworth and McElwain. 2008. Hot, dry, cold or toxic ? Revisting the ecological signicance of leaf and cuticular micromorphology. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. 79-90 [9] Dilcher. 2000. Toward a new synthesis : major evolutionnary trends in the angiosperms fossil record. PNAS 7030-7036 [10] Shusheng Hu, David L. Dilcher, David M. Jarzen, and David Winship Taylor. 2008. Early steps of angiosperm pollinator coevolution. PNAS. 240-245 [11] Sweet. 2001. Plants, a Yardstick for Measuring the Environmental Consequences of the CretaceousTertiary Boundary Event. Geoscience Canada. 127-138 [12] Charlesworth. 2006. Evolution of Plant Breeding Systems. Current Biology. R726-R735 [13] Charlesworth, Vekemans, Castric, Glémin.2005. Plant self-incompatibility systems : a molecular evolutionary perspective New phytologist. 61-69 ---------Merci de votre attention ---------- Différents types d'Angiospermes Cuticule et stomate Type de reproduction et accumulation de mutations génétiques favorables
