Les Archéplastidés PDF

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Les Archéplastidés...

Description

Les Archéplastidés : la lignée végétale ~ 365 000 espèces décrites Origine de la lignée végétale > 2 milliards d’années

I- Les 4 caractères communs 1) mitochondries à crêtes aplaties Origine = endosymbiose primaire avec bactérie (α-protéobactérie) Mitochondries à 2 membrane : • externe (origine : cellule hôte) • interne (origine : bactérie) avec crêtes aplaties

2) chloroplaste à 2 membranes Endosymbiose primaire avec cyanobactérie

Pigments photosynthétiques conservés : • chlorophylle(s) • caroténoïdes • parfois rouges et/ou bleus

3) Glucide de réserve Glucide de réserve majoritaire = amidon (polymère de glucose) 4) Paroi cellulaire Paroi cellulaire avec cellulose (polymère de glucose) II- Glaucophytes (~ 15 unicellulaires) Algues vertes-bleues d’eau douce en régions tempérées. Forme générale proche d’une carapace de tortue : • Face > arrondie • Face < aplatie à 2 flagelles inégaux Amidon en grains cytoplasmiques. Chloroplastes vert-bleu : chlorophylle a + pigments bleus (perte des pigments rouges et autres chlorophylles après l’endosymbiose) Il y a en plus des caroténoïdes. Rappel : Cyanobactérie : thylakoïdes non empilés à cause des phycobilisomes.

Glaucophytes : phycobilisomes (pigments bleus uniquement) → chloroplastes à thylakoïdes non empilés.

III- Rhodophytes : algues rouges (~6500) Surtout marines et pluricellulaires (quelques mm à < 1m) Quelques exceptions : • Quelques espèces en eau douce (marqueurs de bonne qualité des rivières) : Lemanea sp. • Espèce unicellulaire d’eau douce très acide (pH 1) près de zones volcaniques (Yellowstone aux USA, Islande, Japon). Supporte jusqu’à 57°C : Cyanidium caldarium

Certaines espèces accumulent du calcaire dans leurs parois → facilitent l’installation et l’adhésion des coraux. Rares espèces cultivées pour l’alimentation : • Nori (Pyropia au Japon et Porphyra plutôt Europe dont France) pour sushis / makis + complément alimentaire (jusqu’à 50% de protéines dans la matière sèche) : - Dulse (Palmaria palmata) • Gélifiants et épaississants en agro-alimentaire → polymères de galactose = agars (E406) + carraghénanes (E407) : - Chondrus cripsus (pour les carraghénates) - Gelidium sp. et Gracilaria sp. (pour l’agar) Seule chlorophylle : chloro. a (comme Glaucophytes) Pigments bleus + rouges sur phycobilisomes → chloroplastes à thylakoïdes non empilés (comme Glaucophytes)

Amidon en grains cytoplasmiques (comme Glaucophytes). Rappel sur les divisions cellulaires : Mitose = 1 division 1 cellule mère donne 2 cellules filles identiques • Si cellules mère diploïde (2n) : 2 exemplaires de chaque chromosome (sous forme de chromatides avant réplication de l’ADN juste avant la division)

• Si cellule mère haploïde (1n) : 1 seul exemplaire de chaque chromosome (sous forme de chromatide avant réplication de l’ADN juste avant la division)

Méiose = 2 divisions successives • 1 cellule mère diploïde donne 4 cellules filles haploïdes : (n = 1 exemplaire de chaque chromatide) non identiques

Archéplastidés pluricellulaires : Alternance entre 2 phases de vie = gamétophyte haploïde et sporophyte diploïde

Chez les algues pluricellulaires, gamétophyte et sporophyte se ressemblent souvent (ce n’est pas le cas chez les végétaux terrestres). Particularités des Rhodophytes : • 1 phase gamétophyte puis souvent 2 sporophytes successifs • Les gamètes n’ont pas de flagelles

IV- Chloroplastidés 3 caractères communs : • Chlorophylle a + b • Perte de pigments rouges et bleus : → pas de phycobilisomes → chloroplastes à thylakoïdes empilés (1 empilement = un granum ; plusieurs = des grana) • Amidon dans les amyloplastes (et non en simples grains comme Glaucoet Rhodo- phytes) 1) chlorophytes (5700) • •

Micro-algues unicellulaires et quelques filamenteuses : eau douce + quelques espèces marines et quelques espèces terrestres (troncs, sols, rochers) Macro-algues pluricellulaires : marines (+ quelques espèces d’eau douce)

Unicellulaires et gamètes des pluricellulaires à 2 flagelles égaux. Pluricellulaires : 1 gamétophyte + 1 sporophyte se ressemblant visuellement. Exemple d’unicellulaires (certaines en colonie) : Chlamydomonas, Volvox (colonie), Scenedesmus (colonie), Pediastrum (colonies) Certaines (Desmidiales) sont des marqueurs de bonne qualité des eaux douces. Exemple de pluricellulaires : Bryopsis, Codium, Codium bursa, Halimeda, Acetabularia, Cladophora aegagropila en aquariophilie, Bornetella, Udotea Laitue de mer (Ulva lactuva) (prolifération favorisée par nitrates) Caulerpe (Caulerpa taxifoliaI) (envahissante en Méditerrannée) 2) charophytes (eau douce) 4000 micro-algues filamenteuses (+ quelques unicellulaires), 300 macro-algues. Partie visible = gamétophyte = axes à courtes ramifications en verticilles. Pas de sporophyte : La 1ère division du zygote est 1 méiose mais 1 seule cellule (n) est viable.

Charophytes : gamétocystes mais avec début d’enveloppe (proche des gamétanges) 3) Embryophytes : végétaux terrestres (> 345 000) Gamètes produits dans des gamétanges. Reproduction en 2 phases : 1 gamétophyte + 1 sporophyte mais visuellement différents.

a) Bryophytes (34 000) : mousses et apparentées 1 ers végétaux terrestres (au moins 475 Ma). • • •

Cuticule → protège contre soleil et perte d’eau. Pas de lignine → petite taille (retrouvée dans les parois cellulaires → tissu rigide) Pas de vaisseaux conducteurs, pas de racines (rhizoïdes).

Fécondation aquatique (gamètes ♂ flagellés). Partie verte (majoritaire) = gamétophyte = thalle ou axe feuillé primitif. Sporophyte pousse sur le gamétophyte (à l’endroit de la fécondation). 3 phylums : • Hépatiques ~ 40 % • Mousses ~ 60 % • Anthocérotes < 1 % Bryophytes : bioindicateurs de pollutions Contaminants atmosphériques métalliques et azotés dans des mousses forestières suivis sur l’ensemble du territoire métropolitain depuis 1996. Qualité des eaux courantes avec l’indice IBMR : environ 25% de Bryophytes parmi les plantes bioindicatrices.

b) Monilophytes (10 700) : fougères et apparentés Origine > 400 Ma Fécondation aquatique (comme les Bryophytes). Lignine et vaisseaux conducteurs : augmentation de la taille Diminution de la taille de gamétophyte : partie verte visible = sporophyte

4 phylums : •

Lycophytes (~1000) : Lycopodes, Sélaginelles, Isoëtes : sporanges isolés à la base des feuilles, Sporanges en épi = strobile

• Psilophytes (~100) : - Axe à 1 ou plusieurs feuille(s) : sporange en strobile simple ou ramifié (Ophioglossum, Botrychium) - Axe avec ou sans feuilles : sporange latéraux (Psilotum, Tmesipteris) •

Equisétophytes (prêles) (~30) : ramifications en verticille, sporange en strobile Equisétophytes fossiles : CalamitesI sp. (300-350 Ma) de 30m de haut

• Filicophytes (fougères) (~9600) : - Sporanges groupés en sores sous les feuilles - Sores organisés de différentes manières (utilisation pour déterminer les espèces) : forme arrondie, en ligne, occupation totale, bordure - ~20 % des fougères sont arborescentes (jusqu’à 10-15m de haut) : Ordre des Cyathéales (zones tropicales + parfois tempérées d’Hémisphère Sud) - Certaines fougères tropicales vivent en hauteur sur des arbres (= plantes épiphytes) - Quelques espèces sont aquatiques (ordre des Saviniales) : Azolla sp. fixatrices d’azote : cultivées pour fertiliser d’autres cultures en Asie (caféier, poivrier, bananier, cocotier…), Marsillea sp., Salvinia sp. - Chez les fougères aquatiques, les sores ne sont pas sous les feuilles mais sur des ramifications à la base : Azolla sp. Marsillea sp., Salvinia sp. c) Spermatophytes : plantes à graines (> 300 000) Graine = embryon + réserves + enveloppe Fécondation non aquatique Gamétophytes encore + petits que chez les Monilophytes et localisés dans le sporophyte. Grain de pollen = gamétophyte ♂ à 2 cellules.

5 phylums : Gymnospermes : • Cycadopytes • Ginkgophytes • Pinophytes • Gnétophytes Angiospermes : • Magnoliophytes GYMNOSPERMES = groupes de conifères ou résineux 4 phylums Apparition progressive des cônes. •

Cycadophytes :

Pseudo-cône (♀) Cône (♂)

•

Ginkgophytes : Ginkgo biloba

Ovules sans cône (♀) Pseudo-cônes (♂) sans écailles

•

Pinophytes (= conifères) (~680)

Cônes à écailles avec sacs de pollen ou ovules.

•

Gnétophytes (~110)

Sac polliniques sur pédoncule (proche étamine) : Ephédras, Gnetum sp., Welwitschie (désert de Namibie) Ovules entourés de 2 écailles ou d’une enveloppe (proche ovaire) : Ecaille des éphédras, enveloppe des Gnetum sp., écailles de la Welwitschie

Après fécondation, ovule → graine. Ecailles ou enveloppe → sèches ou charnues (peut faire penser aux fruits des plantes à fleurs) :

ANGIOSPERMES : phylum des Magnoliophytes

Angiospermes basales : • Pièces florales souvent nombreuses et disposées hélice • Étamines à filet souvent large • Carpelles souvent séparés dans les fleurs → fruits indépendants Exemple : Nénuphars : étamines et carpelles nombreux disposés en hélice. Anis étoilé : étamines à filet large Amborella : carpelles séparés

Tailles des graines : Les + petites : • orchidées = 85 µm • pavot et tabac = 0,5-0,6 mm Les + grosses : • coco fesse = 30 cm, 20 kg • noix de coco = 20 cm, 3-4 kg Colonisation des habitats par le transport des graines (ou des fruits contenant les graines) : • Par la plante (autochorie) : - Gravité (poids du fruit ou de la graine) - Pression du fruit (dissémination ± explosive) : Balsamines, Concombre d’âne, Pet du diable (Hura crepitansI) • Par l’eau (hydrochorie) : Fruit ou graine imperméable avec poches d’air : graine de liane tropicale (Entada sp.) avec poche d’air centrale, fruit du cocotier avec tissu fibreux aéré, fruit du palmier Nipa avec tissu fibreux aéré • Par le vent (anémochorie) : Fruit ou graine de faible poids avec membrane ou aigrettes Exemples de fruits ou graines à aigrettes : Fruit du pissenlis, graines des saules, graines de coton, graines du Gomphocarpus Exemples de fruits ou graines à membrane : Fruit de l’érable, graine du Jacaranda (Amérique du Sud), fruit du Cavanillesia (Amérique du Sud), graines (13cm) d’Alsomitra macrocarpa (Asie) •

Par les animaux (zoochorie) :

- à l’extérieur (exozoochorie) : crochets, épines, « colle » : Bardane avec bractées (feuilles sous les fleurs) en crochets (à l’origine du Velcro), Crochets des Cornes du diable (Ibicella lutea), Fruits de luzernes avec épines, Graines collantes (Pittosporum tobira)

- à l’intérieur (endozoochorie) : attraction pour nourriture : Digestion de fruits mais pas des graines. Digestion de l’arille de graines ex : Acacia, Ricin, Palmier de Madagascar (Ravelana madagascariensis), Noix de muscade (= macis), Marmite de singe, Oiseau du paradis...