Chapitre 5 - Les spermatophytes PDF

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Biodiversité végétale

Chapitre 5 : Spermatophytes : plantes à graines avec ex gymnospermes et angiospermes Plantes à graines avec ex gymnospermes (= graines à nues, pas enveloppées) et angiospermes (= graines enveloppées). Ces groupes ont un ovule. Les spores ne sont plus contenues dans un appareil reproducteur. La graine est le développement de cet ovule. La graine va donc être une structure sexuée qui contient un sporophyte qui va donner toutes les structures embryonnaire à 2n chromosomes, des réserves et des téguments. Avant, l’oosphère était contenu dans l’archégone. Après la fécondation on obtient donc un sporophyte à 2n chromosomes, et le gamétophyte va être très réduit, constitué de l’oosphère dans la plante mère. Le gamète mâle est dans un grain de pollen et va être déplacé en milieu aérien par le vent, un animal, etc. Il est adapté à rester en milieu aérien, alors qu’avant les spermatozoïdes avec flagelle nécessitaient de l’eau au moment du déplacement. La graine contient un embryon à 2n chromosomes, et tout autour de l’embryon il y a beaucoup de tissus comme l’endoderme qui sert à nourrir l’embryon en attendant qu’il puisse faire de la photosynthèse. Autour on a des téguments qui servent à protéger la graine pendant les périodes sèches ou le transport. La graine est une structure bien adaptée au milieu aérien qui protège l’embryon pendant des années et lui permet de germer quand les conditions sont favorables.

On a une structure qui va permettre une croissance en épaisseur par cambium : le liber. Une couche de cellules entoure le cylindre central, cette couche de cellules (cambium) va se diviser régulièrement pour produire deux types de cellules : des vaisseaux de bois vers l’intérieur, et du liber (phloème) vers l’extérieur, renouvelés tous les ans et qui transportent la sève élaborée. L’écorce protège le tout. Il apparaît des ramifications secondaires. Le végétal pousse vers le haut. Les bourgeons auxiliaires sur les côtés vont pouvoir se développer et donner des ramifications secondaires quand elles sont éloignées du bourgeon apical. Les spermatophytes comptent 5 phylums, le plus important est celui des angiospermes. Ces 5 groupes sont frères et possèdent des caractères dérivés différents. Les Ginkgophytes Actuellement, on a une seule espèce : le Ginkgo biloba qui présente de nombreux caractères archaïques. 

Ginkgo pond des œufs qui sont des ovules qui accumulent des réserves avant la fécondation. Cela présente deux inconvénients : 11

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perte d’énergie : il va produire énormément d’ovule qui ne seront pas tous fécondé. Chez les végétaux supérieurs les ovules sont émis mais il n’y a accumulation de réserve seulement lorsqu’il y a fécondation. pas de vie ralentie possible car une fois l’ovule émis il ne se dessèche pas sur la plante, tombe au sol qu’il soit fécondé ou non, et s’il n’est pas fécondé il va vite se dégrader.

Le gamète mâle est mobile par flagelle : le grain de pollen est émis par une plante qui envoie le grain par le vent, au niveau des tissus femelle, il émet un gamète qui va se déplacer par flagelle. C’est intermédiaire.

Caractère propre :  feuille à nervures dichotomique (rare) avec deux types de branches sur le même arbre o une à croissance indéfinie o une autre à croissance limitée avec des feuilles quasiment verticillées  produit des ovules sur des pédoncules pour le pied femelle. Et des chatons male porté sur des rameaux courts.  On essaye de planter que des pieds male, car les ovule tombent sur le sol et pourrissent  C’est un arbre qui résiste très bien à la pollution  Connu depuis 260 million d’année  plante dioïques : deux sexes séparés

Les Cycadophytes  

plantes à feuilles composées pennées (type palmiers) Ce sont des plantes dioïques avec les mêmes caractères archaïques que le ginkgo.

Caractère propre :  espèce dioïque  Les ovules sont portés par des feuilles ovulifères groupées en cône : les ovules sont portés par des feuilles ovulifères, et ces feuilles se regroupent pour former ce cône.  Il existe des caractères biochimiques particuliers : cycasine  substance toxique qui protège le cycasse des herbivores sauf des gazelles. On a donc une coévolution entre la gazelle et la plante. 

Présentent deux types de racines o des racines classique qui servent à puisé de l’eau o des racines coralloïdes : racine symbiotiques avec des cyanobactéries qui permet de fixer l’azote. Le principal élément minéral qui limite leur croissance est l’azote. Les cyanobactéries transforment l’azote en un azote assimilable.

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Tout les cycasses sont tropicaux mais on en trouve sur tous les continents 130 espèces regroupées dans 3 familles.

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Coniférophytes ou pinophytes     

Arbre à cônes Présentent de véritables graines et deviennent donc de vrais spermatophytes En général à aiguilles ou écailles mais les espèces tropicales présentent des feuilles plus larges Arbre le plus souvent persistants, ils ne perdent pas leur feuille. Ils ne sont pas caducs. Ce sont des arbres très résistants : milieux secs, froids, longévité exceptionnelle (3-4 milles ans)

Caractères dérivés propres :  Le grain de pollen est siphonogame : il est transporté jusqu’à l’ovule (par le vent), une fois arrivé, il va émettre un tube qui va guider les noyaux reproduction jusqu’à l’ovule.  L’ovule est porté par une écaille, soulignée par une bractée protectrice. L’ensemble des écailles forme un cône.  Il y a un vrai embryon dans la graine.  Il y a présence de canaux résinifères  Le xylème secondaire homoxylé ne comprenant que des trachéides Organisation générale :

Les feuilles sont des aiguilles, avec des petites cicatrices à la base, insérées sur tous les rameaux. Quand on fait une coupe d’aiguille, on retrouve une organisation particulière : épiderme très épais avec cuticule de résine qui empêche la déshydratation. (…) Les tissus sont imprégnés de lignine qui assure la résistance de l’aiguille : elles sont donc très rigides et résistantes. On retrouve des vaisseaux conducteurs et du parenchyme cortical. Lorsque la tige croit en épaisseur, le cambium produit vers l’intérieur du bois et vers l’extérieur du liber (ou phloème pour la conduction de la sève élaborée). Autour une écorce épaisse fait vers l’extérieur du liège (tissus protecteur et isolant), et vers l’intérieur du phelloderme (« écorce vivante »). On a que des trachéides : l’ensemble du bois est un ensemble de ces vaisseaux accolés les uns aux autres. Il n'y a pas de croissance en hiver, mais quand le climat redevient propice l'arbre croit, le cambium va se mettre à produire à l’extérieur phloème et vers l'intérieur des trachéides. Au printemps, il produit des trachéides qui vont conduire de la sève élaborée. L'arbre produit donc des grosses trachéides avec une grosse épaisseur et un gros volume. Cette croissance est continue, mais en fin d’été l'arbre doit conduire moins d’eau car les journées rétrécissent : les trachéides deviennent beaucoup plus petits, leur lumière se réduit mais ils conservent la même épaisseur. Le bois de printemps est clair, et le bois d’été est foncé. Les années sèches, les cernes sont plus petites car la croissance est plus importante, et l'arbre fabrique donc de plus grosses cernes. En fin d’été, le bois accumule des réserves qui seront utilisées au printemps suivant. On a également un cambium au niveau de la racine pour un ancrage et un support plus important dans le sol. Les Pinophytes sont composés de 6 familles avec des mêmes caractères communs dérivés, mais qui se distinguent par d’autres critères. Ecologie :  Adaptation aux milieux défavorables (croissance lente, cuticule importante autour des aiguilles) : milieux secs, montagne…  La persistance est un avantage  Tous les conifères sont ligneux en général arborescents, parfois arbustifs 13

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La plupart sont toxiques. La toxicité est un caractère de résistance d’une plante pour résister au prédateur et parasite. Une plante toxique est intéressante pour nous pour en faire un médicament, des meubles (résistants aux champignons, bactéries…).

Les pinacées : on reconnait les pins au nombre d’aiguille. Les pins sylvestres se trouvent dans les milieux secs. Ces pins sont utilisés pour le bois puisque ça pousse assez vite. Les Landes sont un milieu inexploité qui a été rentabilisé en plantant des pins. On les utilise également pour faire de l’essence de térébenthine. Le colophane fait un produit qui assèche la peau. On exploite les graines de pin parasol pour manger.  Les épicéas (=sapin de Noël) : on les reconnait grâce aux feuilles en goupillon, les aiguilles sont insérées autour de l’axe. L’épicéa a une croissance rapide, donc on obtient très vite du bois. Le bois d’épicéas est du bois de papier.  L’abies (sapin) : ne perd pas ses aiguilles. Ils a une croissance lente donc il est très résistant.  Les cedres : arbre majestueux qui vivent très longtemps. Aiguille inséré par bouquet de 20-30 aiguilles. Arbre plutôt méditerranéen. Le cèdre a été très utilisé car il est naturellement résistant aux insectes, on en faisait les statue des églises ou des mats de bateaux.  Le meleze : le melèze perd ses aiguilles tout les ans, il est caduc. Il est très résistant et donc utilisé dans les constructions. Les forêts de melèze sont rares car ils sont très sensibles aux incendies. Les cuprécacées :  Les cyprès : on va avoir des écailles et non des aiguilles. on a une réduction du cône. Ils font des arbres très droits, columnaire. Ce sont souvent des arbres lié à la mort, donc cultivé dans les cimetières.  Les thuyas : le thuya fait un Y d’insertion. C’est un arbre qui a une croissance extrêmement rapide. Ils vont supporter une taille assez régulière. Dans un thuya, le sol va se bourré de produit toxique on aura donc beaucoup de mal à faire pousser autre chose. Le thuya est un arbre difficile à composter. C’est gainant en termes de biodiversité puisqu’aucuns animaux ne peuvent vivre dedans.  Les genévriers : on a encore des écailles plate mais sont inséré une par une. Les cônes sont régressé et que les écailles contiennent beaucoup de réserve. Ce sont des arbres de petite taille. C’est l’arbre typique que l’on trouve dans certains alpages. Ils ont des aryles de Genèvre qui sont comestibles.  Les séquoias : ce sont des arbres qui ont une taille colossale. Ils peuvent faire jusqu’à 20 m de circonférence.  Ifs : il fait des petites baies rouges. C’est un arbre commun dans nos régions. Actuellement, il n’y en a quasiment aucun puisque chez l’if tout est toxique (baies, feuillage, bois, racine. Au Moyen-âge, on a détruit tout les ifs pour éviter la mort des troupeaux. Pourtant c’était un bois de grande qualité. On s’est rendu compte qu’il supporté bien la taille. Il y en a beaucoup dans les cimetières. Céphalotaxacées : ce sont des arbres tropicaux. Araucariacée : très grosse écaille qui recouvre tout le tronc. Exemple : le désespoir du singe. Podocarpacées : plutôt orientale. Ils supportent très bien la taille.

Gnetophytes : 

Rassemblent des caractères de conifères et d’angiospermes

Caractères dérivés propres :  Fleur mâle staminée  Siphonogamie différente dans angio et conifères  Ovule présente un micropyle très allongé  Il y a une double fécondation mais elle aboutit à deux zygotes donc un va avorter 14

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Le xylème possède de vrais vaisseaux

Les cellules vont se diviser, elles vont donc laisser des cellules qui seront au fur et a mesure au dessus des autres. On aura des cellules strictement empilé. On les lignifie : les cellules seront donc strictement imprégner de lignine. Si on fait disparaitre les parois intermédiaires : au lieu d’avoir un cheminement intermédiaire, ça ira tout droit. Le vaisseau est issu de plusieurs cellules initiales. On a :  ephedracées  gnetum.  Welwitchia mirabilis : cette plante a à peu près 2 000 ans. Elle a une croissance extrêmement ralenti ce qui lui permet de supporter les milieux désertiques.

Chronologie :

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