le monde végétal
Publié le 09/01/2019
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UNE HISTOIRE, ADAPTATIVE REUSSIE
Avec près de 300000 espèces, le monde végétal apparaît sous une multitude de visages. Cette diversité provient d'une nécessité : s'adapter pour conquérir chaque parcelle de notre planète.
Comme l'ensemble des formes de vie, les végétaux sont nés dans les océans. Pendant des centaines de milliers d'années, les algues se sont épanouies dans ce milieu protecteur, avant que s’amorce la conquête des terres émergées. Pour faire face à ce nouvel environnement, les plantes sont passées par différents stades évolutifs, qui composent aujourd'hui la riche biodiversité du règne végétal.
CARACTÉRISTIQUES DES VÉGÉTAUX
Les végétaux sont des êtres vivants généralement fixés à un substrat capables de produire leur propre nourriture. À partir de l'énergie lumineuse, du dioxyde de carbone présent dans l'air, de l'eau et des sels minéraux puisés dans le sol, ils parviennent à synthétiser les sucres et autres molécules nécessaires à
leur développement. Cette capacité leur est conférée par des pigments, notamment la chlorophylle
qui assure le processus de photosynthèse et est responsable de la teinte verte des végétaux. Ces molécules captent une partie des rayons solaires et utilisent cette énergie pour effectuer différentes réactions chimiques. La chlorophylle est rassemblée dans un compartiment particulier des cellules végétales, le chloroplaste. Il en est de même pour le matériel
génétique : les chromosomes sont localisés dans le noyau de la cellule. L'ensemble des végétaux sont ainsi qualifiés d'eucaryotes. Leurs cellules sont entourées d’une paroi et possèdent une vacuole qui joue un rôle majeur dans la régulation des grandes fonctions physiologiques
(pH, pression osmotique, concentrations ioniques, etc.).
ORIGINE ET ÉVOLUTION DES VÉGÉTAUX
Bien avant l'émergence des végétaux, des bactéries possédaient déjà une forme de chlorophylle, identique à celle des végétaux chez les cyanophycées, surnommées « algues » bleues, apparues dans les océans il y a
deux milliards d'années. Un milliard d'années plus tard apparaissait la première cellule eucaryote. On estime que la première algue pluricellulaire a vu le jour il y a 500 millions d'années. Pendant 150 millions d'années, la vie végétale se cantonne à l'océan. Puis un groupe dérivant des algues, les bryophytes, part à la conquête
du milieu terrestre. Une partie de ce groupe évolue vers des formes dotées de structures plus perfectionnées, notamment au niveau de la conduction d'eau : les ptéridophytes.
Ces plantes connaissent leur apogée il y a environ 300000 ans, époque où les continents sont couverts de forêts de fougères arborescentes et d'un autre type de végétal, les préspermaphytes. Ils sont peu à peu supplantés par des groupes encore mieux adaptés à la vie terrestre : les gymnospermes, puis les angiospermes, apparus il y a 130 millions d'années et en plein essor depuis cette période.
LES THALLOPHYTES
Les thallophytes regroupent des végétaux chez lesquels on ne peut distinguer ni feuille, ni tige, ni racine et dont l'appareil végétatif est nommé thalle. Ils rassemblent les différents groupes d’algues, les champignons étant désormais regroupés au sein d'un règne à part entière, distinct des règnes végétal et animal.
LeS DIFFÉRENTS GROUPES
On distingue trois groupes principaux d'algues, qui diffèrent notamment par leur composition en
pigments : les algues brunes ou phéophycées, les algues vertes ou
chlorophycées et les algues rouges ou rhodophycées.
Principales caractéristiques Structure
Le thalle des algues est constitué d'un ensemble de cellules, sans zone spécialisée dans une fonction précise. C'est donc l'ensemble de la surface du végétal qui accomplit la photosynthèse, capte l’eau et les éléments dissous. Seules les algues les plus évoluées présentent des ébauches d'organes reproducteurs, ou de tissus destinés à conduire l'eau. Les algues ont des tailles très variables ; certaines, comme les
«
en
quatre classes.
Les psilophytes
représentent la classe la plus ancienne
et ne comptent aujourd'hui que trois
espèces.
La seconde classe est celle des
lycophytes, qui comprend notamment
les sélaginelles.
La classe des
sphénophytes est constituée par
les prêles, la classe des filicophytes
regroupe neuf mille espèces de
fougères.
Strudure Les psilophytes sont les plantes les plus
primitives du groupe, ils ne possèdent
ni feuille ni racine, à la différence
des trois autres classes.
Au cours de
l'évolution, les ptéridophytes sont les
premières plantes a avoir développé
des vaisseaux conducteurs d'eau
et un système racinaire.
Les vaisseaux
permettent à ces végétaux de
s'accroître en taille : ils acheminent
rapidement l'eau à toutes les parties de
la plante ; ils procurent également un
meilleur soutien aux plantes, en
renforçant leur structure.
Les racines
garantissent une bonne fixation au sol
et permettent d'aller puiser l'eau dans
les couches profondes.
Il existe deux types de vaisseaux
conducteurs : le phloème et le xylème.
Le phloème assure le transport de la
sève brute, composée d'eau et
d'éléments minéraux.
Il est constitué
d'un ensemble de cellules mortes aux
parois riches en lignine, substance
rigidifiante, formant un tube.
Le xylème
conduit la sève élaborée, constituée de
sucres produits par photosynthèse, des
feuilles vers les différents organes de la
plante.
Les fougères sont des plantes
herbacées ou arborescentes en région
tropicale, dotées de grandes feuilles
ou frondes.
Les prêles, herbacées,
présentent des axes composés d'articles
empilés et de petites frondes.
Les
sélaginelles sont de taille modeste.
Elles présentent des tiges rampantes et
dressées pourvues de petites frondes
pointues.
Milieu de vie
et aire de répartition
Les ptéridophytes vivent principalement
sur les sols riches en humus.
Certains
s'épanouissent dans les terrains siliceux
ou calcaires, tandis que d'autres sont
aquatiques.
Résistant à la sécheresse,
une large majorité s'épanouit dans les
régions tropicales.
Reprodudion et dissémination
Comme chez les plantes les plus
évoluées et à la différence
des bryophytes, le sporophyte est la
génération la plus visible chez les ptéridophytes.
Le gamétophyte est réduit à une petite
lame verte en forme de cœur, chez les
fougères, ou de minuscules tubercules
chez certains lycophytes.
La fécondation des ptéridophytes
nécessite toujours la présence d'eau,
les cellules sexuelles males nagent
jusqu'à l'oosphère.
Le sporophyte qui
naît de leur union se développe dans
un premier temps en parasite sur le
gamétophyte, avant que ce dernier ne
dégénère et disparaisse.
Le sporophyte
présente des sacs il spores.
Situés
sous les frondes des fougères, ils
apparaissent sur des tiges particulières
chez les prêles et les sélaginelles.
Arrivées à maturité, les spores sont
dispersées par le vent.
Les spores des prêles sont pourvues de
petites expansions, les élatères, qui
favorisent leur dissémination.
La majorité des ptéridophytes
présentent des spores identiques, alors
que les fougères aquatiques et les
sélaginelles présentent des
microspores, de petite taille et des
macrospores, de taille plus importante.
Les microspores donnent naissance au
gamétophyte mâle, les macrospores
au gamétophyte femelle.
Celui-ci se
développe à l'intérieur des
macrospores étant ainsi mieux protégé.
Ceci amorce un important mouvement
évolutif, garant d'une adaptation plus
poussée au milieu terrestre, qui
aboutira à la formation de l'ovule et des
grains de pollen.
LES PRÉSPERMAPHYTES
Les différents groupes
Les préspermaphytes comprennent
deux classes, les ptéridospermes et les
cordaïtes.
La classe des ptéridospermes regroupe
140 espèces de plantes, dont les cycas,
ayant un aspect proche des palmiers.
La classe des corda'1les n'est plus
aujourd'hui représentée que par une
seule espèce vivante, le Ginkgo biloba,
aux multiples propriétés médicinales.
épaisse nue, sans branches.
Leurs
longues feuilles sont disposées en
bouquet en haut de la tige.
Le Ginkgo biloba, surnommé" l'arbre
aux mille écus », est caractérisé
par des feuilles bilobées, qui prennent
une teinte dorée en automne.
Il mesure
jusqu'à trente mètres de haut, est
pourvu de nombreuses branches et
peut vivre jusqu'à 1 000 ans.
•
Milieu de vie et aire de répartition :
Le Ginkgo biloba est originaire de
Chine, mais il aurait également couvert
l'Amérique du Nord et l'Europe,
avant de disparaître au cours des
périodes glaciaires.
Depuis, il a été
réintroduit dans de nombreuses zones
géographiques.
Il est largement utilisé
comme plante ornementale en milieu
urbain, grace à sa résistance à la
pollution.
Les cycas s'épanouissent
dans les régions tempérées chaudes
et tropicales.
• Reproduction et dissémination :
Les préspermaphytes vont encore
plus loin que les sélaginelles dans la
protection du gamétophyte femelle, en
inventant une structure particulière,
l'ovule, qui a été garante de leur
succès évolutif et de celui de leurs
descendants.
Chez les préspermaphytes, le sac à
spores femelles ne renferme plus
qu'une seule macrospore à
l'intérieur de laquelle se développe le
gamétophyte femelle, ou endosperme.
Il offre ainsi une première enveloppe
de protection, elle même recouverte
par un tégument.
Deux oosphères
se développent à l'intérieur de cette
structure.
l'ovule présente la
particularité d'accumuler des réserves
au niveau de l'endosperme avant
la fécondation, ce qui permettra à
l'embryon de se développer dans de
bonnes conditions.
l'organe reproducteur male suit une
évolution semblable et prend la forme
d'étamine.
Elle est constituée d'un
mince filet, qui porte à son extrémité
deux parties renflées, les sacs
polliniques.
Ceux-ci renferment une
multitude de microspores, les grains
de pollen.
Ils seront disséminés par le
vent jusqu'à un ovule, puis libéreront
les gamètes mâles qu'ils renferment.
Chez le Ginkgo, un long tube émergera
du grain de pollen et les guidera au
contact des gamètes femelles.
Une fois
fécondé, l'ovule se détache de la plante
et atteint le sol.
La jeune plantule ne
survivra que si les conditions optimales
sont réunies.
lEs SPERMAPHYTES
Les différents groupes
Les spermaphytes sont divisés en
deux sous embranchements : les
gymnospermes et les angiospermes.
Les gymnospermes comprennent
deux ordres : les conifères et les
chlamydospermes, groupe assez
hétéroclite en voie de disparition.
Les angiospermes, communément
appelés les plantes il fleur,
connaissent actuellement leur apogée,
avec 250 ooo espèces.
Principales
caradéristiques
• Structure :
Les spermaphytes apparaissent sous
forme d'arbustes, d'arbres, de lianes
ou de plantes herbacées.
Le tronc des
spécimens arborescents présente un
nouveau type de tissu qui donne
naissance au bois et solidifie leur
structure.
Leurs feuilles présentent une grande
variété de formes, qui leur permet de
s'adapter à l'environnement dans
lequel évolue la plante et d'optimiser
la photosynthèse.
Par exemple, les
conHères, au feuillage persistan� sont
munis d'aiguilles ou d'écailles, formes
leur conférant une résistance aux
basses températures de l'hiver.
• Milieu de vie et aire de répartition :
Les conifères vivent dans les régions
froides, tempérées et dans les zones
montagneuses tropicales.
Les angiospermes se sont adaptés à
toutes les régions du monde, à
l'exception des pôles, des hautes
montagnes et de certains déserts.
Deux tiers des espèces vivent sous
climat tropical.
Ils peuvent être
terrestres ou aquatiques et vivent
parfois en parasite sur d'autres plantes.
• Reproduction et dissémination :
Les organes reproducteurs des
gymnospermes sont situés au niveau
de cônes.
Le cône femelle, " la pomme
de pin», est constitué d'un ensemble
de petites pièces, les bractées, à
l'aisselle desquelles se développe une
écaille, portant l'ovule.
Les cônes males
sont constitués d'un ensemble
d'étamines insérées sur un petit axe.
Elles libèrent les grains de pollen
pourvus de deux petits sacs qui
facilitent la dispersion par le vent .
A
la différence des préspermaphytes,
l'ovule, une fois fécondé, reste sur la
plante.
Le jeune embryon est ainsi en
relation avec sa plante mère, qui lui
transmet des éléments nutritifs.
Il se
développe jusqu'à un certain stade, où
l'ovule se rigidifie, se déshydrate :
l'embryon entre dans une phase de vie
ralentie.
Les gymnospermes ont ainsi
inventé une structure capitale : la
graine.
Elle sera ensuite disséminée et
ne se développera que quand les
bonnes conditions seront réunies,
plusieurs années après sa formation si
nécessaire.
Elles résistent aux
températures extrêmes et à la
sécheresse.
Les organes reproducteurs des
angiospermes sont regroupés au
sein de la fleur qui peut être soit male
soit femelle, mais la majorité portent
les 2 sexes.
La partie externe est
constituée par le calice, ensemble de
petites pièces chlorophylliennes, qui
entoure la corolle, formée par les
pétales.
Pourvus de couleurs variées, ils
attirent les insectes, maillon important
dans la reproduction de ces végétaux.
Cette structure abrite les éléments
reproducteurs, situés au niveau des
étamines et du pistil.
Les angiospermes se démarquent des
gymnospermes par l'acquisition d'une
structure femelle supplémentaire :
l'ovaire, qui constitue en partie le pistil.
Il contient l'ovule surmonté d'un petit
axe, à l'extrémité renflée, qui accueille
les grains de pollen.
Après la
fécondation, l'ovaire é
volue en fruit,
à l'intérieur duquel l'ovule s'est
transformé en graine.
Les différentes
formes des fruits sont une adaptation à
la dissémination par différents
vecteurs (vent, eau, animaux) sur des
distances plus importantes que pour
les gymnospermes.
Comme chez le Ginkgo, les gamètes
mâles des spermaphytes n'ont plus
la capacité de nager, étant
acheminés jusqu'à l'oosphère par un
tube pollinique.
Ces plantes sont donc
totalement affranchies du milieu
aquatique pour leur reproduction et
bien adaptées aux conditions extrêmes
de la vie grâce à leurs graines.
Cycle biologique d'une gymnosperme ·
l'exemple du pin
sac pollinique �
graine ailée
cône femelle
fécondé
�ra in
ae pollen.
»
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