Les Végétaux:


Le règne végétal comprend tous les organismes pluricellulaires photosynthétiques, c'est-a-dire ceux qui sont capables de produire le glucose nécessaire à leur production d'énergie grâce à l'énergie lumineuse. Ce sont des organismes que l'on appelle autotrophes (ils se nourrissent par eux-mêmes, ils n'ont pas besoin d'assimiler un autre organisme).

L'évolution des végétaux à commencer avec les premières algues qui ont conquis le milieu terrestre. Ces végétaux primitifs ont du faire face à de nombreux problèmes, notament le fait de devoir se tenir droite en absence du soutien de l'eau, ainsi que de palier au manque d'eau (un organisme aquatique a de l'eau en abondance, une fois sur terre, il va fallloir trouver de l'eau autrement).

Ces premiers organismes sont:
LES BRYOPHYTES (ou mousses):

Pour palier au problème de se tenir droites, les mousses ont inventer une "pseudo-tige", elle ne sait pas encore faire une tige solide de lignine, mais cette pseudo-tige lui confère une certaine rigidité. Cependant, cette rigidité n'est pas suffisante pour que les bryophytes puissent croître en hauteur et ces derniers sont voués à rester de tout petits végétaux.
Par ailleurs, les bryophytes nônt pas encore de vraies feuilles (c'est-a-dire des feuilles avec des nervures, elles ne connaissent pas encore le système des vaisseaux condicteurs de sève). Finalement, elles n'ont pas non plus de vraies racines, mais des sortes de crampons peu efficaces qui n'ont aucune fonction d'absorption, appelés rhizoïdes. Pour faire face au problème de pouvoir absorber l'eau, en absence de vraies racines, les mousses vont donc absorber l'eau par toute leur surface (feuilles, ...), un peu à l'image d'une éponge qui s'imbibe d'eau. C'est la raison pour laquelle les mousses vivent toujours à proximité de zones humides et cela d'autant plus que, comme on le verra après, leur reproduction est encre très dépendante de l'eau.

Il existe 2 classes de bryophytes: les mousses et les hépathiques qui se distinguent par leur partie foliacée:
- des "feuilles" chez les mousses
- un thalle chez les hépatiques

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Du point de vue de leur reproduction, les mousses ont un système assez primitif:
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En effet, au moment de se reproduire, la mousse est haploïde ou (1N, bleu sur le dessin). Il y a uniquement une structure appelée sporange qui pousse au sommet d'une petite tige qui est diploïde (2N, brun sur le dessin). Le sporange est une sorte de sac qui contiendra les spores. Dans ce sporange, il y a des cellules qui vont subir la méiose. Les cellules filles issues de cette méiose sont donc haploïdes (1N), ce sont les spores. Ces spores vont être libérées lors de l'ouverture du sporange. Les spores qui atteignent le sol vont germer en se divisant par mitose. Ces divisions vont donner des petites mousses 1N qui sont soit "mâle", soit "femelle".
Sur la mousse femelle, certaines cellules vont se différencier pour devenir des cellules reproductives (gamètes), les oosphères (équivalent de l'ovule). Ces oosphères sont naturellement toujours 1N.
Sur la mousse mâle, certaines cellules vont se différencier pour devenir des cellules reproductives (gamètes) mâles, les spermatozoïdes, toujours 1N.
Lorsque l'humidité est suffisante ou qu'il pleut, les spermatozoïdes vont pouvoir nager jusqu'à la mousse femelle. Remarquez ici la dépendance de l'eau pour la reproduction de la mousse qui est une caractéristique très primitive. Il y aura alors fécondation entre l'oosphère 1N et le spermatozoïde 1N qui va donner un zygote 2N (oeuf fécondé). Ce zygote va alors se diviser par mitose pour donner un embryon 2N. Ce dernier est toujours situé sur la mousse femelle 1N. Lorsque la mousse veut à nouveau se reproduire, cet embryon va se développer et donner naissance au sporange 2N que l'on a vu au début.

Nous avons donc un végétal par très évolué, un des premiers à avoir conquis la terre. Cependant, si on regarde plus loin dans l'évolution des végétaux, on va trouver les fougères. Ici, plusieurs grandes innovations. D'abord les fougères ont inventé cette fois de vraies racines, elles peuvent donc puiser l'eau et les minéraux directement dans le sol. De plus, elle ont inventé aussi le bois, donc une vraie tige rigide qui va permettre aux fougères de pousser en hauteur et devenir bien plus grandes. Finalement, les fougères possèdent dorénavant des vaisseaux conducteurs de sève, la sève contenant les minéraux du sol et la sève contenant les produits de la photosynhèse peuvent être transporté dans toute la plante. C'est les début des plantes VASCULAIRES, comprenant les fougères, les plantes à graines (conifères et plantes fleur).

Les végétaux vasculaires les moins évolués sont donc les PTERIDOPHYTES (ou fougères):
Cependant, du point de vue de la reproduction, il n'y a pas beaucoup d'évolution. Les fougères sont toujours très dépendantes de l'eau.
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La fougère est la majeure partie de sa vie dans un état diploïde (2N, voire biolonews). C'est la plante telle qu'on la voit généralement. Au moment de se reproduire, des petits amas foncés apparaissent sous les feuilles: ces sont des sores, c'est-à-dire des amas de sporanges (des sacs qui contiendront les spores): Ces sporanges sot bien évidement toujours 2N. Cependant, il y a des cellules dans les sporanges qui vont subir la méiose et qui vont donner des spores qui sont haploïdes (1N). Lorsque l'humidité est suffisante, les sporanges vont s'ouvrire et libérer les spores. Les spores qui tombent au sol vont germer, mais contrairement aux mousses, il n'y a qu'une seule sorte d'organisme qui va se former par mitose. C'est le prothalle, une structure foliaire 1N (puisque c'est la spore 1N qui s'est divisée par mitose). Sur ce prothalle, certaines cellules vont devenir des gamètes femelles (oosphères, toujours 1N) et d'autres des gamètes mâles (anthérozoïdes, toujours 1N). Ces derniers vont devoir nager jusqu'à une oosphère du même prothalle, mais cela ne peut se faire que si il y a de l'eau... Lorsque l'anthérpzoïde rencontre l'oosphère, il y a fécondation et on obtient un zygote (2N = 1N + 1N). Ce zygote va se diviser par mitose pour donner un embryon de fougère (2N) qui reformera une fougère et le prothalle disparaîtra.

Avec les fougères, il y a le gros inconvénient de devoir se reproduire avec des spores, qui sont très fragiles et peu résistants. Si les spores ne tombent sur un terrain favorable, très rapidement elle sera dégradée. Il faut attendre le développement des PLANTES A GRAINES OU SPERMAPHYTES pour palier à ce problème. En effet, les plantes à graines vont inventer l'ovule, qui sera protéger et après fécondation, l'embryon sera dans une graine, protégé avec des réserves de nourriture pour survivre, même lorsque les conditions ne sont pas adéquates, dans l'attente de jours meilleurs.

Une Graine: c'est un embryon de plante, des réserves de nourriture et une membrane qui entoure le tout appelé tégument:

Il y a 2 catégories de plantes à graines: les gymnospermes (où l'ovule est protégé dans un cône) et les angiosperme (où l'ovule est protégé dans un ovaire, dans une fleur).

LES GYMNOSPERMES:

Dans ca cas, on a des cônes mâles et des cônes femelles. L'arbre, ainsi que les cônes, sont diploïdes. Mais dans les écailles mâles, il y a des cellules diploïdes qui vont subir la méiose pour donner les gamètes mâles (les grains de pollen 1N). Lorsque le cône s'ouvre, ces derniers vont pouvoir s'envoler (remarquer que l'on a plus besoin de l'eau) jusqu'au cône femelle. Sur les écailles femelles, il y a une cellules diploïde, entourée de réserve de nourriture. Lorsqu'un grain de pollen, cette cellule subit la méiose, donnant 4 cellules 1N, dont 3 vont mourrire et la dermière sera le gamète femelle, l'oosphère 1N. Le cône femelle se referme.
Avant de pourvoir faire une fécondation, il faut que le pollen traverse la réserve de nourriture pour aller fusionner avec l'oosphère. Pour cela, le pollen ca former un tube pollinique qui va traverser la réserve de nourriture pour amener le noyau du pollen 1N à la cellule femelle 1N. C'est alors qu'il y aura fécondation. On obtient un zygote 2N, qui subit la mitose pour former un embryon 2N, ce dernier étant protéger à l'intérieur de la graine, entouré de la réserve de nourriture. Lorsque la graine est prête, le cône femelle s'ouvre à nouveau et les graines pourront alors être emportées par le vent et germineront lorsque les conditions seront bonnes. On obtiendra un petit arbre 2N.

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LES ANGIOSPERMES:
Chez les angiospermes, les choses sont un tout petit plus compliquées. Les ovules sont dans un ovaire (F sur le schéma). L'ovaire est surmonté du pistile, sorte de canal amenant à l'intérieur de l'ovaire et dont l'extrémité est collante. La fleur 2N possède aussi des étamines, sortes de sacs contenant les pollens 1N. Il y a aussi les pétales (feuilles modifiées), les sépales, le tout formant la corolle de la fleur.
Dans les ovaires, une cellule mère 2N subit la méiose, donnant 4 cellules 1N, dont 3 vont disparaître et la dernière devient l'ovule.
Dans les étamines 2N, une cellule mère 2N subit la méiose et donne les pollens 1N.
Au moment de se reprodure, les pollens sont emportés par le vent et pourront tomber au sommet d'un pistile d'une autre fleur (où l'extrémité est collante). Pour qu'il y aie fécondation, il faudra que le pollen forme un tube pollinique pour pouvoir atteindre l'ovule à l'intérieur de l'ovaire (C). A ce moment il pourra y avoir fécondation entre le pollen 1N et l'ovule 1N pour donner un zygote 2N , puis un embryon 2N, protégé dans une réserve de nourriture. Ce sont les graines.

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C'est à ce moment que la fleur va se transformer en fruit:
- l'ovaire devient la chaire du fruit.
- les ovules deviennent les graines
- la corolle de la fleur se fane et devient le petit trognon du fruit
- la tige de la fleur devient la tige du fruit.
fleur_fruit.jpg

C'est un système bien plus efficace pour le transport et la dissémination des graines.

Remarquez aussi l'évolution suivante:
- chez les mousses, la majeure partie du temps la plante est haploïde, et la phase diploïde dépend de la phase haploïde:
- chez les fougères, la majeur partie du temps la plante est diploïde, et la phase haploïde dépend de la phase diploïde.
- chez les plantes à graines, la plante est majoritairement diploïde, la phase haploïde est réduite aux cellules reproductives.

voire article sur la ploïdie sur biolonews pour les notions de haploïde, diploïde, méiose, mitose, gamètes.