les gymnospermes [cours de biologie végétale]
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Licence de Biologie-Géologie
UE 350 : Biologie des organismes
Introduction à la Biologie Végétale
(Responsable : Saida Chideh Soliman)
Les Gymnospermes
Figure 1 : Présentation traditionnelle du règne végétal
T E S
Les gymnospermes
Introduction
• Font partie des spermaphytes : plantes à graines ou
phanérogames (phaneros = apparent, gamos =
mariage) :
- condensation des organes reproducteurs en une
fleur, unisexuée ou hermaphrodite,
- formation d’une graine après fécondation,
- organe reproducteur mâle = étamine, organe
reproducteur femelle = l’ovule.
• Deux groupes : angiospermes (300.000 espèces)
et gymnospermes (840 espèces) ,
- Angiospermes : + évolués (crétacé), groupe
dominant de la flore terrestre actuelle, ovule
enfermé dans un organe clos,
- Gymnospermes : + primitifs (dévonien), quelques
espèces encore présentes, ovule moins protégé.
• Apparition de l’ovule : étape évolutive importante.
• Gymnospermes : végétaux supérieurs
chlorophylliens vasculaires.
• Plantes ligneuses, pérennes, arborescentes ou
arbustives.
• Quatre phylums actuels : cycadophytes,
gnétophytes, coniférophytes et ginkgophytes.
Description du cycle de reproduction d’un Cyca :
- gymnosperme très primitif, se rencontre dans les
zones tropicales et subtropicales,
- appareil végétatif : port de
palmier, tronc épais, feuilles
disposées en couronne au
sommet du tronc,
- espèce dioïque.
Cyca revoluta
• appareils reproducteurs mâles
- grand cône au milieu de la couronne de feuilles
au sommet du tronc,
- cône : plusieurs centaines d’écailles,
- écaille : nombreux sacs
polliniques= microsporanges,
- ouverture des sacs polliniques
libère grains de pollen=prothalle
mâle,
Cône mâle de cyca
- grain de pollen : cellule mère diploïde donne 4
microspores,
- microspore formé de 3 cellules : cellule basale,
cellule générative et cellule végétative,
• appareils reproducteurs femelles
- cône femelle : masse de feuilles
(mégasporophylles) de 15-20 cm de long,
- feuilles centrales : partie basale 2 rangées
d’ovules,
Cône femelle de cyca
- ovule entouré d’un tissu protecteur, le tégument et
muni d’un petit orifice au sommet, le micropyle,
- ovule : cellule mère donne 4 macrospores dont 1
seule reste fonctionnelle,
- macrospore germe dans le
macrosporange,
- endosperme formé à partir de
cette macrospore,
- endosperme = prothalle
femelle.
Micropyle Tégument
endosperme
Ovule
• pollinisation (transfert du grain de pollen à l’ovule)
- essentiellement réalisée par les insectes,
- a lieu au printemps,
• fécondation
- micropyle s’ouvre et secrète goutte micropylaire,
- grain de pollen émet tube pollinique mais qui
n’atteint pas l’archégone,
Figure 2 : Fécondation d’un Cyca.
- cellule générative se divise en 2 cellules : cellule
socle et cellule spermatogène (qui se donne 2
spermatozoïdes),
- durant germination du tube pollinique,
endosperme produit 2 à 3 archégones,
- rupture du tube pollinique libère spermatozoïdes
qui tombent au fond de la chambre pollinique,
- ils nagent et fécondent l’oosphère → fécondation
des cycas nécessitent la présence d’eau!
- zygote se divise immédiatement pour donner
embryon à 2 cotylédons,
- ovule se détache de la plante mère durant
développement embryonnaire,
- fécondation ne modifie pas aspect extérieur de
l’ovule,
- développement de l’embryon puis de la plantule
continu, pas de période de vie ralentie → ovule
des cycas n’est pas une vraie graine!
Figure 3 : Cycle de reproduction d’un Cyca.
1 Sporophyte avec ovules; a Tige tubéreuse, b Strobile, c Mégasporophylle
2 Mégasporophylle avec ovules
3 Ovule: a Tégument; b Nucelle (mégasporange); c Tétrade de mégaspores
4 Sporophyte avec étamines : a Strobile
5 Microsporophylle
6 Microsporange déhiscent
7 Microgamétophyte (pollen)
8 Ovule au moment de la pollinisation: a Pollen; b Micropyle, c Mégagamétophyte
9 Ovule au moment de la fécondation: a, b, c Téguments; d Chambre pollinique
e Microgamétophyte; f Chambre archégoniale, g Archégone; h Mégagamétophyte
10 Graine; 11 Graine germant
Forêt du Day en 1990
Forêt du Day en février 2012
Exemple de coniférophytes à Djibouti : le genévrier,
Juniperus procera autrefois abondant dans la forêt
du Day, aujourd’hui en extinction.
Évolution du monde végétal
Evolution du monde végétal
Evolution des plantes liée à leur occupation
progressive de la terre ferme et leur indépendance à
l’égard de l’eau pour leur reproduction.
Evolution possible grâce à la formation de tissus et
d'organes permettant :
d'aller chercher l'eau dans le sol
de l'acheminer dans le reste de la plante
de contrôler l'évaporation
d'assurer la reproduction hors de l'eau
d'assurer la dispersion de l'espèce.
Au niveau des grands groupes végétaux,
tout caractère permettant
une meilleure adaptation au milieu aérien
est considéré comme un critère d'évolution.
• Formation de nouveaux tissus
tissus de revêtement imperméables limitant
l'évaporation
épiderme (recouvert d'une cuticule)
suber (paroi imprégnée de subérine),
tissus de soutien formant un squelette
sclérenchyme (paroi imprégnée de lignine)
collenchyme (paroi cellulosique),
tissus conducteurs de sève
bois et liber.
• Mise en place de nouveaux organes
racines : eaux + sels minéraux dans le sol,
tiges : concurrence pour la lumière,
feuilles :
synthèse organique ( photosynthèse)
stomates : structures bi-cellulaires
régulant échanges gazeux et évaporation.
• Evolution au niveau de la reproduction
réduction de plus en plus poussée du
Gamétophyte dans l’espace et dans le temps,
tendance des spores à germer dans le
sporange sur le pied mère : endoprothallie,
indépendance de plus en plus grande vis-à-vis
de l’eau pour le déplacement des gamètes mâles,
protection de plus en plus poussée de la
descendance.
Conclusion
depuis près de 600 MA, apparition de groupes
végétaux de mieux en mieux adaptés au milieu
terrestre aérien,
succession de flores de compositions
différentes,
évolution polyphylétique (plusieurs phylums ou
lignées) et non pas monophylétique.