notes

notes

Botanique

les Eudicots et les Monocots

Classification

On peut subdiviser les Eudicots en 3 ensembles:

- les Eudicots basales (fleurs à tépales)

- les Eudicots moyennes (dialypétales)avec les prérosidées, les Rosidées et les préastéridées 

- les Eudicots évoluées (gamopétales)

Laissant l’étude des grandes divisions des plantes terrestres, nous allons maintenant nous attacher à celle des plantes à ovaires, famille par famille .

Protoangiospermes

•Les plus archaïques avec 175 espèces de plantes aquatiques ou d’arbustes à bois primitif.

•Pas de sépales ni de pétales mais des tépales.

•Disposition spiralée des pièces florales; ex: Nymphaea.

•Pollen monoaperturé.

•Gynécée formé de carpelles libres, primitifs en forme de cornet. 

Nymphaea :à gauche passage des pièces périanthaires aux étamines

Les Protoangiospermes forment un ensemble avec 3 groupes:
 1)Les Amborellacées, famille représentée par un seul genre, Amborella et une seule espèce, un arbuste survivant en Nouvelle-Calédonie

2) Les Nymphéacées , sont des plantes aquatiques cosmopolites avec 19 genres et 80 espèces Ex: les Nénuphars et les Victorias . pollinisation primitive par coléoptères broyeurs qui saccage les fleurs mais assurent la dispersion du pollen.
3) Les Austrobaileyales , ordre avec 3 familles ligneuses,86 espèces Ex: le Badianier de Chine, arbuste aux fruits riches en essence d’anis.

1- Le Badianier 2- fruit = follicules monospermes groupés en étoile ou Anis étoilé

EUANGIOSPERMES

*Euangiospermes monoaperturées*

carpelles parfaitement fermés 

–pollen à une seule aperture 

fleurs trimères 

apétales ou à périanthe formé de tépales 

parfois insertion spiralée des pièces florale 

1. Monocotylédones ou Liliopsidées 

2. Dicotylédones primitives ou Magnoliidées

Classification

Monocots archaïques: la Sagittaire (Alismatales)

Monocots classiques plus évoluées:Liliidées et Commélinidées

Les Monocots avec 52000 espèces et 51 familles sont une indiscutable réussite de l’évolution ; on y trouve les familles les plus spécialisées et les plus cosmopolites du monde des Plantes à ovaires comme les Orchidacées et les Poacées.

Monocots ou Monocotylédones

Ils présentent à la fois des caractères archaïques et des caractères très particuliers:

1)Caractères archaïques

•Monoaperturé

•Tépales et trimérie: formule florale

• 3T+3T+3E+3E+3C OU (3+3)T+(3+3)E+3C

•Graine à albumen persistant.

2)Caractères très particuliers dits monocotyloïdes

•Un seul cotylédon

•Feuilles toujours simples réduites au pétioles

•Aucune formation secondaire

Racines

La racine principale avorte dès la plantule

Elle est remplacée par de nombreuses racines adventives qui naissent à la base de la tige Ex: le poireau

Tiges

•Les tiges feuillées sont de type herbacé car pas de formations secondaires.

•Multiplication des faisceaux de la structure primaire répartis sur plusieurs cercles qui assurent la rigidité.

•Tiges feuillées ne se ramifient pas (car absence de cambium)donc pas de port arbustif chez les Monocots.

Monocotylédones archaïques

                                                                       

fleurs souvent apérianthées

Ordre des Acorales

Exemples de rhizome

Cas particulier :

espèces tropicales(Palmiers, Bambous) dont le port semble arborescent mais la tige herbacée est rendue rigide et épaisse par le nombre élevé des faisceaux et l’importante sclérification du parenchyme. De plus le méristème apical accroît sa circonférence pour atteindre un diamètre définitif. 

Appareil végétatif

•Plantes herbacées de faible dimension soit:

- annuelles à racines nombreuses fasciculées

- vivaces à souche ou rhizome.

•Tige creuse, cylindrique appelée chaume

•Feuilles distiques qui s’insèrent suivant 2 rangs opposés.

•Ligule (petite expansion membraneuse qui empêche la pluie de pénétrer ds la gaine) à la jonction du faux limbe rubanné et de la gaine.

Appareil reproducteur

Inflorescence

•L’inflorescence élémentaire des Poacées est l’épillet. On distingue :

- des épillets sessiles (épi d’épillets chez Orge, Blé et Seigle)

- des épillets pédicellés formant une grappe composée: le panicule (Avoine).

•Il comprend un axe très court protégé à sa base par deux bractées ou feuilles modifiées: les glumes de taille inégale, l’une inférieure l’autre supérieure.

•Ce même axe porte un nombre variable de fleurs(1à15).

1- Epi d’épillet de Blé   2- Panicule d’avoine

La fleur

Toujours de dimension très réduite est entourée de: 

- glumelle externe ou inférieure recouvrant la fleur et avec une nervure médiane se prolongeant souvent par une arête. 

- glumelle interne ou supérieure (verticille externe) , avec 2 nervures latérales, plus petite que l’autre elle tend à avorter (à l’origine au nbre de 3: gl inf. isolée et 2 autres se soudent en la gl sup soit (3+3)T. 

- 2 glumellules (verticille interne) qui gonflent lors de l’épanouissement écartent les glumelles, ce qui permet la sortie des anthères et des stigmates(Bambous: 3 glumellules). 

- un verticille de 3 étamines à anthères médifixes(à l’origine 2 verticilles E (3+3)E ex: Bambous, Riz). 

- un ovaire uniloculaire à 1 ovule et 2 stigmates plumeux(à l’origine 3C ex: Bambous). 

1-Schéma d’un épillet 2- Epillet triflore de l’avoine (2 fleurs fertiles)

Position des Magnoliidées au sein du cladogramme des Angiospermes

Eudicots, plantes à fleurs à 2cotylédons et un pollen à 3 apertures

1) Appareil végétatif

•Très variés, de l’arbre à l’herbe en passant par les formes lianescentes, succulentes, xérophytes….

•Véritables troncs grâce aux méristèmes II.

•Racine pivotante avec de nombreuses racines II.

•Vaisseaux parfaits

•Division du limbe en folioles et présence de stipules à la base du pétiole.

Feuille entière et feuille composée

2) Appareil reproducteur

•Les fleurs se caractérisent par: 

•Apparition de sépales vertes à rôle protecteur(calice);si libre: dialysépales si soudés: gamosépales 

•Pétales vivement colorés(corolle);si libre dialypétales si soudés: gamopétales. 

•Pentamérisation: 5 cycles, 5S+5P+(5+5)E+5C. 

•Chez les plus évoluées on n’a plus que 4 cycles par disparition d’un des verticilles d’étamines.

Classification

On peut subdiviser les Eudicots en 3 ensembles:

   - les Eudicots basales (fleurs à tépales)

   - les Eudicots moyennes (dialypétales)avec les prérosidées, les Rosidées et les préastéridées

   - les Eudicots évoluées (gamopétales)

Cladogramme des Eudicots(d’après l’APG simplifié)

Embranchement des Angiospermes ou Plantes à ovaires

Caractères généraux

•- Groupe immense:250 000 sp groupées en 400-500 familles.

•- Morphologie très variable: arbres, arbustes, herbes.

•-Dès le Tertiaire, elles sont partout dominantes à l’exception de quelques zones de végétation particulières.

•- Les Angiospermes par rapport aux Gymnospermes, sont fondamentalement définies par trois caractères:

1) organes reproducteurs se groupent en fleurs bisexuées;

2) l’ovaire et le fruit: les carpelles forment un ovaire entourant les ovules et après fécondation, se transforment en fruit;

3) gamétophyte femelle, situé dans l’ovule = sac embryonnaire, siège d’une double fécondation à l’origine de l’embryon et de l’albumen(tissu de réserve des graines).

Double fécondation(1899):meilleur critère permettant de définir les Angiospermes.

•L’un des gamète engendré par la division du noyau reproducteur du grain de pollen féconde l’oosphère pour donner: l’embryon.

•Les deux noyaux polaires du sac embryonnaire, fusionnent pour former le noyau secondaire(2n), lequel s’unira au 2ième gamète pour donner l’albumen à 3n chr. 

•1- sac embryonnaire avant fécondation. 

•2- les 2 gamètes libérés par le tube pollinique vont, l’un vers l’oosphère, l’autre vers l’un des noyaux polaires. 

•3- en haut: l’un des gamètes mâle fusionne avec l’oosphère ; au centre l’autre gamète fusionne avec les noyaux polaires réunis préalablement.

Classification

On distingue 4 ensembles d’Angiospermes:

  - les protoangiospermes à caractères archaïques , monoaperturées et dicotylées;

  - les Monocots, monoaperturées et monocotylées;

  - les Magnoliidées, monoaperturées et dicotylées;

  - les Eudicots, triaperturées et dicotylées.

Construit sur des caractères génétiques, le cladogramme des Angiospermes tente de retracer la phylogénie des différents ordres.

LES THALLOPHYTES (les algues)

LES THALLOPHYTES

•Les Thallophytes du grec thallos : rameau aplati et phuton : plante 

•Végétaux caractérisés par l’absence de tige, feuille et racine. On distingue les Algues Champignons et Lichens

Les Algues ou Phycophytes du grec phukos : algue et phuton : plante   (plantes algales)

• Thallophytes chlorophylliens (autotrophe) 

•organismes typiquement aquatiques (mer, océans, eaux douces : lacs, mares, ruisseaux) limités à une zone superficielle ne dépassant pas 40-60 m de profondeur. 

•Du point de vue écologique ils constituent le 1ier maillon des chaînes alimentaires (producteur) pour les hétérotrophes

Les Algues ont des couleurs variées dues à la présence de pigments masquant + ou – la chlorophylle ; ce caractère conduit à subdiviser le groupe en 3 grandes lignées ou embranchements

•Rhodophycophytes (Algues rouges) contiennent de la chlorophylle a et élaborent 2 pigments colorés ou phycobilines : la phycoérythrine rouge et la phycocyanine bleue

•Chromophycophytes (Algues brunes) contiennent de la chlorophylle a et élaborent une grande quantité de caroténoïdes (carotène, xanthophylle) qui dissimulent la couleur verte.

•Chlorophycophytes (Algues vertes) contiennent des chlorophylles a et b qui assurent une photosynthèse semblable à celles des plantes supérieures.

Taxon des Spermatophytes ou plantes à graines (Gymnospermes)

Taxon des Spermatophytes ou plantes à graines

Les Spermatophytes(du grec sperma=graine)comprennent les végétaux les plus perfectionnés: les plantes à graines.

Embranchement des Gymnospermes ou plantes à ovules nus

*Caractères généraux*

-Gymnospermes du grec gumnos=nu et sperma=graine ont des ovules nus portés par une écaille dite ovulifère ou séminale.

-Dans la graine, le tissu de réserve est représenté par le prothalle femelle ou endosperme, formé avant fécondation.

-embryon dicotylé peut devenir secondairement polycotylé(Pin parasol:15cotylédons).

-plantes ligneuses à cycle de développement s’étalant sur plusieurs années.

-longévité élevée ex:Pinus longaeva vit plus de 4000 ans

Cladogramme des Gymnospermes

On distingue:

1)Gymnospermes archaïques(Cycadophytes et Ginkgophytes).

2)Gymnospermes types(Conifères ou Pinophytes).

3)Gymnospermes évolués(Gnétophytes avec 3genres: Ephédra,Gnétum,Welwitschia).

Gymnospermes archaïques

Cycadophytes et Ginkgophytes sont représentés respectivement par les plantes relictuelles suivantes:

Cycas et alliées et Ginkgo biloba.

Ils présentent de nombreux caractères archaïques.

         Les Cycadophytes         

 port d’un Cycas

Trait de gigantisme: très grandes feuilles, gros troncs, gros ovules, anthérozoïdes visibles à l’œil nu = marques de l’ancienneté

a) feuille sporangifère femelle+gros ovule

b) Ginkgo: aspect d’un arbre,dioïque rameau et ovules mûrs

Gymnospermes types: Pinophytes = Conifères ou Résineux

Caractères généraux

-Plantes ligneuses vivaces, le plus svt arborescentes parfois arbustive, à port conique caractéristique avec fixation au sol par une racine principale en pivot.
-Feuilles petites soit en écailles soit en aiguilles groupées par 2 à 5 résistent à la sécheresse et au gel.
-Organes sexuels groupés en cônes unisexués portés par le même pied(sp monoïque),d’où le nom de Conifères.
-Tissus sécrètent des oléorésines d’où le nom de « résineux » donné par les forestiers.

Pin sylvestre: extrémité d’une branche avec 3 générations successives de cônes femelles et sur un rameau latéral, un épi de cônes mâles.

Cyprès: rameau recouvert de feuilles en écailles et porteur de cônes femelles.

                      

                        Genévrier            

On a dc deux apports fondamentaux des Conifères à l’évolution:

1) la graine

2) la fécondation indépendante de la présence d’eau (transport des gamètes par un tube pollinique).

Classe des Conifères ou Pinophytes

•Ordre des Pinales

•Ordre des Araucariales

•Ordre des Cupressales

•Ordre des Taxales

Gymnospermes évolués:Gnétophytes

Ephédra,Gnétum,Welwitschia

Ils se limitent à trois genres:
-les Ephèdres (35sp),buissons à port de Prêle ds les zones sèches montagnardes et méditerranéennes.
-les Gnétums (30sp), lianes tropicales
-le Welwitschia mirabilis vit ds le désert du Namib (Afrique australe).
Ils présentent des caractères évolués ex étamines à filet et nectaires, vaisseaux parfaits+ébauche de double fécondation chez les Ephèdres.

Welwitschia: plante néoténique fertile se reproduisant à un stade juvénile
f=feuilles(cotylédons);o=organes reproducteurs; t= tige; r=racine

Taxon des Embryophytes et Bryophytes

Taxon des Embryophytes ou Plantes terrestres

L’habitat terrestre se traduit au niveau de 

 1) l’appareil végétatif par:

- des rameaux dressés (cormus) d’où le nom de Cormophytes. - l’apparition de nouvelles molécules protectrices (cutines, sporopollénines, anthocyanes). 

2) l’appareil reproducteur par:

- des organes nouveaux (anthéridie, archégone, embryon).

Anthéridies, archégones

Contrairement aux Thallophytes, les gamètes ou meiospores ne se forment plus dans une simple cellule, le gamétocyste ou sporocyste, mais dans un ensemble pluricellulaire pourvu d’une enveloppe protectrice: les gamétanges ou sporanges.

Gamétanges mâles appelés anthéridies produisent spermatozoïdes flagellés mobiles.

Gamétanges femelles appelés archégones renferment une unique oosphère.

D’où le nom d’Archégoniates donné aussi aux Embryophytes.

Classification

Les Embryophytes rassemblent les plantes terrestres ou plantes à archégones.

Schéma de la classification des Embryophytes:

Les Bryophytes et les Ptéridophytes sont paraphylétiques;les Gymnospermes et Angiospermes sont monophylétiques.

Cladogramme des Embryophytes

Embranchement des Bryophytes= Mousses et alliées

Caractères généraux

-Bryophytes du grec Bruon=mousse et phuton=plante

- 25000 espèces

1)Mousses, Polytrics et Sphaignes: toutes petites plantes feuillées

2) Hépatiques et Anthocérotes: lames foliacées +ou- complexes

-végétaux terrestres forment des tapis verts foncés ds les ss-bois et talus frais certaines s’établissent sur les murs et rochers.

Cladogramme des bryophytes

a:premiers stomates; b:apparition des leptoïdes et hydroïdes; c: sporophyte dominant et ramifié

Taxon des Trachéophytes ou plantes vasculaires(datent d’il y a 400 millions) 

Trachéophytes du grec trakheia = conduit raboteux, comprennent les ptéridophytes et les spermatophytes. 

Synthèse de lignine = étape fondamentale de l’évolution du règne végétal.

Embranchement des Ptéridophytes=Fougères et alliés

*Caractères généraux*

- du grec pteris=fougère, 15000 espèces.

- petites plantes vivaces par un rhizome, qui vivent ds les lieux frais et ombragés, peuvent devenir arborescentes ou épiphytes.

- bien adaptés à la vie terrestre. On a 2 groupes:

1) les Fougères avec feuilles grandes et variées

2) leurs alliées, les Lycopodes et Sélaginelles, Prêles avec feuilles petites et à une seule nervure.

Dryopteris filix-mas (Fougère mâle)

1-Polypodium vulgare
2-Athyrium filix-femina

Lycopode

Cladogramme des ptéridophytes (ens. paraphylétique)