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La Classe des Mousses : Trois Ordres :
* les Briales, caractérisés par un sporogone à pédicelle,
* les Sphingales caractérisés par un sporogone sans pédicelle,
* les Andraeales, intermédiaire entre les Briales et les Sphingales.
La classe des Hépatiques : Il y en a à feuilles, ressemblant à des Mousses, et d'autres sont à thalle, elles ressemblent plutôt à des algues. Il se développe sur le thalle soit des archégones sont des anthérozoïdes. Ils ont comme particularité d'avoir une capsule sans columelle.
La classe des Antocérotes : Ressemble aux Hépatiques à thalle, mais ont des sporogones.
a) Classes des Filicinées (fougères) :3) Embranchement des Pré-spermatophytes : Se caractérise par une pré-graine.
La fronde (pétiole + lobes) est chlorophyllienne, à croissance rapide au départ, elle est fixée à un rhizome simple ou ramifié. La jeune fronde est enroulée, on appel cela la pré-foliation circinée. Les racines sont adventives et vascularisées. Cet organisme est nommé dans le cycle de reproduction le sporophyte (2n chromosomes), car il produit les spores. On trouve sur les frondes des sores, elle est composée d'un groupe de sporanges fixé individuellement à un pédicelle. Les sporanges sont sphériques et contiennent les spores. Ces spores sont libérées lorsque le sporange est mûre grâce à l'anneau de déhiscence. Les spores sont enveloppées dans une substance nommée sporollénine. La spore permettra la naissance du gamétophyte, producteur de gamètes. Il est chlorophyllien, pluricellulaire et à n chromosomes. Cet organisme n'est pas vascularisé, et est en forme de cœur, il se nomme prothalle. Sur sa face inférieure sont présent des rhizoïdes (à peu prés équivalent à racine). Il y aura formation des gamètes mâles (naissant dans un gamétange (anthéridie) situé en périphérie) et femelles (naissant dans un gamétange (archégone) situé au centre). Le gamète mâle se nomme l'anthérozoïde, il pourra rejoindre le gamète femelle (oosphère) situé au centre du prothalle. Les anthérozoïdes seront libérés s'il y a de l'eau dans le milieu, et seront attirés par chimiotactisme grâce à des composés libérés par l'oogone.
b) Classe des Equisétinées :
Au printemps, tige chlorophyllienne constituée d'articles successifs mis bout à bout, entre chaque article, se trouve de petites tiges insérées dans un même plan, ce sont les verticules. Cette tige est stérile. La tige est attachée à un rhizome horizontal portant des racines. A un certain moment, se développe sur le rhizome une tige non chlorophyllienne (le sporophyte), portant une sorte d'épis à son extrémité, le strobile. Ses feuilles sont dites sporophylles car elles portent les sporanges et les spores. A maturité, les sporophylles s'écartent, les sporanges se redressent et les spores sont libérées, il n'y a pas d'anneau de déhiscence comme chez les Filicinées. Les spores "sautent" lors de leur libération grâce aux élatères entourant les spores. Il y a deux types de spores, des petites et des un peu plus grosses (hétérosporie). Les petites donneront les gamétophytes mâles et les plus grosses donneront les gamétophytes femelle. Il y a donc une hétéroprothallie. Les gamètes mâles se déplaceront vers le gamète femelle.
c) Classe des Lycopodinées :
Petites plantes herbacées, dont le cycle est proche de celui des fougères. Le sporophyte se compose d'une petite tige feuillée, comportant des racines (adventives). On peut trouver des tiges dressées qui possèdent des épis de sporanges. Ces épis n'ont pas de feuilles chlorophylliennes. A la base de chacune de ces feuilles se trouve un sporange contenant 4 mégaspores (0.5mm de diamètre !!) Ce sont des sporanges femelles, contenant bien évidemment des spores femelles. C'est à l'extrémité de l 'épis que l'on trouve des sporanges mâles. Ils sont de petites tailles. Les gamétophytes sont très petits. A l'ouverture du sporange mâle, ce sont carrément des gamétophytes qui sont libérés et non des spores. C'est le phénomène d'endoprothallie. Les mégaspores sont libérées et se divisent plusieurs fois donnant une structure coenocytique. Des cloisons apparaîtront. Après multiplication des cellules, la mégaspore s'ouvrira, donnant naissance à l'archégone. Il y aura développement de cellules chlorophylliennes pour faire des réserves. Après fécondation, il y aura formation d'une tige si les réserves sont suffisantes.
d) Classe des Psilophytinées :
Les tiges possèdent de petites feuilles chlorophylliennes et la tige est aussi chlorophyllienne, c'est elle qui assure la grande partie de la photosynthèse. Le rhizome est garni de poils, des rhizoïdes (non vascularisées). Certaines feuilles portent des sporanges, groupés par 3. Toutes les spores sont identiques, et la reproduction est identique au Filicinées. Un prothalle hermaphrodite donnera naissance à des gamètes mâles et femelles. Il y a des exemples où le gamétophyte présente des trace de vascularisation, dans ce cas, il ne peut être appelé prothalle puisque par définition, un prothalle ne peut être vascularisé. Voir le site en complément.
I- Les Cycadales :
Ils ont une forme de palmier, ex : Le Cycas revoluta T. Ce groupe ne renferme qu'une seule famille, tous les végétaux de cette famille se trouve en régions tropicales, sub-tropicales.
a) Le sporophyte :
Se caractérise par une croissance lente, et c'est sur le tronc que se trouve les feuilles ou limbes. Le tronc est riche en moelle , et est protégé par une épaisse écorce vascularisée. Cette vascularisation est toute fois faible, et on trouve dans l'écorce des canaux sécréteurs. Le Cycas atteint une dizaine de mètre de haut, et ses feuilles font dans les 1 m, et sont disposées en couronne. Ces feuilles prennent naissance de façon circinée.
Les racines se divisent en différentes catégories, la principale (le pivot), les racines secondaires (remontent à la surface, elles ont donc un géotropisme négatif), ces racines ont une forme de corail (coralloïde). Leurs forment sont dû à une symbiose entre cellules de la plante et cyanophytes.
b) Les éléments reproducteurs :
Il ne sont pas porté par le même individu, le végétal est donc dioïque.
* l'appareil reproducteur mâle : Il est organisé en cône, porté au sommet de la plante entre un bouquet de feuilles végétatives. Ce cône est porté par des sporophyles, des écailles. A la face inférieur de ces écailles, on trouve des sporanges (sacs polliniques) contenant des grains de pollen (gamétophyte mâle). Le cône est l'équivalent d'une fleur. Chaque sac s'ouvre grâce à une fente de déhiscence.
Le gamétophyte mâle est formé de 3 cellules : - végétative (grosse et interne),
- Gamétogène (plus petite),
- basale
Ces 3 cellules sont protégées par 2 enveloppes, l'interne (l'intine), externe (l'extine).
L'élaboration des grains de pollen se fait à partir d'une cellules mère, qui formera après méiose 4 microspores, se cloisonnant pour former 4 grains de pollen.
*l'appareil reproducteur femelle : Au sommet de la plante, entre le bouquet de feuilles, se trouve une sorte de cône, constitué de feuilles non chlorophylliennes. On dit que ces feuilles sont ovulifères. Le gamétophyte femelle est enveloppé par 2 enveloppes à 2n chromosomes. Le gamétophyte enveloppé est nommé ovule. Les deux enveloppes qui entourent ce gamétophyte sont le tégument de l'ovule (externe, composé de 3 parties, la sarcotesta (épaisse), la sclérotesta (dure) et l'endotesta (la plus interne)), et la nucelle (interne), c'est en son sein que se différencira une chambre pollinique. Au centre, le gamétophyte différenciera un ou plusieurs archégone(s).
La partie de l'ovule qui recueillera le grain de pollen est appelé micropyle.
C'est une cellule de la nucelle qui donnera naissance au gamétophyte, après une méiose, 3 des 4 cellules dégénèreront et celle qui survit donnera une mégaspore. Cette mégaspore est plurinuclée, et lorsque le nombre de noyau sera suffisant, il y aura cloisonnement et formation du gamétophyte.
Pendant la formation des archégones, le gamétophyte femelle acumullera des réserves importantes (glucides et lipides).
c) La pollinisation et la reproduction :
A maturité, les sacs polliniques s'ouvrent, les gamètes mâle seront portés par le vent. De même, à maturité, les ovules libèrent un liquide au niveau du micropyle afin de piéger les grain de pollen. Ce liquide sera réabsorbé avec le grain de pollen, et ira en direction de la nucelle. Cela entraînera la germination et donc la formation du tube pollinique par le grain de pollen. Ce tube ira jusqu'à la chambre pollinique, et pendant ce temps, la cellule génératrice subira une division cellulaire donnant 2 gamètes mâles.
Grâce au liquide, le gamète mâle pourra se rendre au col de l'archégone, et donc fécondera l'oosphère.
L'ovule fécondé tombera et la jeune plantule pourra se développer immédiatement. On peut donc dire que les Cycadales émettent une prés-graine.
II- Les Ginkyoales (1 ordre, 1 espèce)
Arbre connu depuis l'ère 2ndaire. Ce végétal n'a presque pas évolué (évolution panchronique). C'est un arbre d'origine asiatique, qui se pare de feuilles dorées en automne, c'est une espèce dioïque. Ces rameau sont court et porte des feuilles bilobées.
Sur le pied mâle, entre les feuilles se trouve des fleurs mâles avec de nombreuses étamines, le sac pollinique se nomme anthère. Le grain de pollen (= gamétophyte mâle) compte 4 cellules.
Sur le pied femelle, se trouve des ovules pédonculés regroupés par paire. L'organisation de l'ovule est le même que celui de Cycadales. (sarcotesta, sclérotesta, endotesta et nucelle).
*Alternance d'haplophase et diplophase,
* Gamétophyte réduit et différent, et vivant de façon parasitaire sur le sporophyte,
* Notion d'ovule (gamétophyte femelle protégé par des enveloppes),
* Notion de zoïdogamie (gamète mâle mobile dans un liquide de fécondation),
* Différenciation d'une chambre pollinique,
* Réserves accumulées avant la fécondation, formation d'une prés-graine,
*Chute des ovules se faisant avant la fin de l'embryogenèse,
*Pas de vie ralentie de l'embryon (se développe tout de suite).
I- Classe des Gymnospermes :
Cette classe regroupe les conifères actuels et fossiles (dominant à l'aire secondaire).
*Pinus laricio P. (Pin noir d'Autriche) :
Les Pins sont toujours verts (sempervirent), conservent leurs aiguilles durant plusieurs années (2 à 6 ans). Ils ont donc une activité photosynthétique même l'hiver. C'est une plante monoïque.
a) L'appareil reproducteur femelle :
L'appareil reproducteur femelle est un cône se développant à l'extrémité des rameaux formés au cours de l'année. Il est généralement rouge, et suivant l'espèce, sa taille varie. Il y a 3 types de cône, celui fait lors de l'année en cours, il est petit ; le deuxième est celui de l'année précédente, ce cône est alors plus gros ; enfin il y a celui de l'année encore précédente, appelé la pomme de pin, celle ci a logiquement 3 ans. C'est dans les pommes de pin que les graines sont mûres et pourront tomber au sol. Les cônes mâles ne sont pas porté par le même axe.
Le cône femelle se compose d'écailles, celles-ci se composent d'une bractée, d'ovules (2 chez le Pin noir) portés par l'écaille ovulifère. La bractée se trouve à la face dorsale et l'ovule à la face ventrale de l'écaille.
L'ovule met donc 2 ans à se développer, il est constitué d'une ouverture (le micropyle), cette ouverture se faisant grâce à la non-fermeture du tégument (2n), formant la première couche, la deuxième couche est formé de la nucelle (2n) et de l'archégone, enfin, le gamétophyte femelle se trouve au centre.
Il n'y a pas de chambre pollinique contrairement à ce qui est observé chez les pré-spermatophytes. Et le gamète mâle n'est pas mobile, il devra former ce qu'on appel le tube pollinique pour arriver jusqu'au gamétophyte femelle.
Lors de la première année, une cellule de la nucelle subit la méiose, seule une des 4 cellules en résultant poursuivra la différenciation. Il y a alors formation d'une mégaspore, qui se vacuolisera pour donner une structure coénocytique. Lors de la deuxième année, celle-ci subira une cellularisation centripète (de l'extérieur au centre) puis tangentielle. Ensuite, il y aura développement de l'archégone. Au cours de cette deuxième année, va avoir lieu dans ces archégones tout une séries de divisions cellulaires aboutissant à la formation d'un col, de cellules du ventre et de l'oosphère. Autour de l'oosphère se mettra en place une couche de cellules folliculaires. L'oosphère subira également un développement du réticulum endoplasmique rendant cette cellule très grosse.
b) L'appareil reproducteur mâle
L'appareil reproducteur mâle se trouve sur des rameaux différents de ceux portant les cônes, et eux se développent chaque année. Ce sont des épis ou des ensembles de cônes, formés d'écailles disposées de manière hélicoïdale. Ces écailles sont des sorte de fleurs mâles, elle présente 2 sacs polliniques.
La différenciation en grain de pollen débute par la méiose d'une cellule mère puis les 4 cellules donneront un grain de pollen, celui-ci est constitué de 4 cellules, 2 cellules prothalliennes, une cellule végétative (du tube) et une cellule anthéridiale. Ces 4 cellules sont entouré par des enveloppes.
Entre l'exine externe et interne, il y a une séparation par des ballonets, ceci permettant l'anémogamie/anémophylie.
Le grain de pollen peut arriver sur un ovule de 1ère année (coénocytique). Le grain est pris dans le micropyle grâce à la sécrétion par la nucelle de liquide. Cela permettra sa germination.
La cellule végétative se développe, formant le tube pollinique, les 2 cellules prothalliques dégénèreront. Et la cellule anthéridiale donnera naissance à la cellule du socle et à la celleule gamétogène.
A la deuxième année, au printemps, la cellule gamètogène donnera 2 gamètes mâles qui pourront alors se déplacer dans le tube germinatif (emportant avec la cellule du socle). Le tube arrivera jusqu'au col de l'archégone, et touchera l'oosphère. C'est à ce moment là que le tube se lysera à son extrémité. Le noyau de la cellule du tube étant aussi arriver jusque là, il y aura 4 noyaux sur l'oosphère, sur ces 4 noyaux, il y aura dégénérescence de 3 d'entre eux (un des 2 gamètes, celui de la cellule du tube et celui de la cellule du socle). Le noyau du gamète restant pourra alors féconder l'oosphère. On aboutit donc à une cellule 2n.
Développement de la cellule œuf :
Cette cellule donnera une graine, elle subira 2 mitoses successives (mais incomplète car seul les noyaux se divisent), et les 4 noyaux migreront au bas de cette cellule. Une cellularisation centripète aura ensuite lieu, séparant alors les noyaux en 2*2 noyaux, puis la cellularisation se poursuivra pour cloisonner correctement les noyaux, formant alors 2 cellules plus 2 cellules ouverte. Ce schéma se répétera un grand nombre de fois, et on aboutira au cellules embryonnaires, cellules de la rosette, du suspenseur et ouvertes.
Puis il y aura individualisation de 4 embryons (polyembryomie), un seul survivra.
A la 3ième année il y a formation de la graine et accumulation de réserves.
La graine, une fois développée, sera libérée, et pour cela, elle dispose d'une aile, ainsi, on trouve 2 graines ailées par écaille.
Voici le cycle de reproduction des Gymnospermes
A retenir : Alternance haplophase/diplophase,
Gamétophytes réduis et vivant en état parasitaire viv à vis du sporophyte,
Hétéroprothallie,
Gamétophyte femelle dans un ensemble à 2n,
La siphonogamie : le gamète mâle n'est pas cilié et le tube pollinique l'amène à l'oosphère,
La polyembryomie,
Accumulation de réserves dans le tissus prothallien après fécondation,
Une vraie graine formée,
Cône de 2ième année : concréscence des écailles entre elles : état sub-angiospermique (proche des Angiosperme) ovule protégé.
c) Systématique des Gymnospermes :
Ce sont des résineux, ils sont toujours vert (sempervirents), ils possèdent 2 caractères important :
- La disposition des ponctuations aréolées sur les trachéides (cellules très allongées et effilées),
- Relation qu'il y a entre bractée et feuille ovulifère dans les cônes femelle.
De plus le bois d'un conifère est homogène, homoxylé et constitué de beaucoup de trachéides. Pour que la sève circule, il faut des éléments qui facilite cette circulation, pour cela, ils possèdent des ponctuations (face radiale des trachéides), il existe des relations entre des cellules perpendiculaires aux trachéides (les rayons ligneux) permettant alors une circulation de sève horizontale.
Relation écaille/bractée :
II- Classe des Chlamydospermes :
* Chez les Abiétinées :- Famille des Pinacées, Abiétacées (Pin, Sapin)* Chez les Araucariacées :
Il y a séparation entre bractée et écaille ovulifère.
Arbres à connaître : Abiés (sapin),
Picéa (Epicéa),
Ils se différencient par le fait que les épicéas ont des aiguilles disposées tout au tour de l'axe, alors que les sapins les ont sur un même plan. Les Cèdre possèdent des aiguilles en bout d'axe.
- Famille des Taxociacées :
Concréscence entre bractée et écaille ovulifère.
Arbres à connaître : Taxodium (Cyprès chauve), ils font parti des rares conifères à perdre leur aiguilles en hiver, Séquoïa.
- Famille des cupressacées (Cyprès) :
Concréscence complète entre bractée et écaille ovulifère. Les feuilles ne sont jamais spiralées, elles sont opposées-décussées vu de haut, ça forme une croix) voir le chapitre consacré à l'arrangement des feuilles, elles sont verticulées, c'est à dire disposées dans un même plan au niveau d'un nœud.
Arbres à connaître : Cyprès, Genévriers.
- Famille des Taxacées :
Ce sont les Ifs, ils n'ont pas de cônes femelles, il y a des ovules isolés, enveloppés dans une enveloppe rouge, l'arille.
La caractéristique principale, c'est que l'auvule est inclus dans un tégument de l'écaille ovulifère.
Ce sont des plantes intermédiaires entre les Gymnospermes et les Angiospermes.
Ces plantes présentent des ovules droits, une chambre pollinique, des gamétophytes mâles et femelle ainsi que des archégones réduits.
Il y a siphonogamie, et l'embryogenèse se fait avec un suspenseur ; l'embryon est à 2 cotylédons.
"Rameau de Chlamidospermes"
Ce groupe comprend 3 ordres : Gnétales, dont le genre Gnétium,
Welwichiales, dont le genre Welwivchia ,
Ephédrales, dont le genre Ephédra.
Nous prendrons l'exemples d'Ephrédra disachya L.
C'est une plante xérophyte (resiste à la sécheresse), ses feuilles et les gaines qui la composes sont chlorophylliennes.
L'appareil reproducteur mâle est une inflorescence. La fleur mâle est constitué de 2 écailles soudées entourant à leur base 1 étamine avec beaucoup de sacs polliniques.
L'appareil reproducteur femelle, chacune des fleur femelle à 2 écailles soudée en un sac appelé périgone, ce sac entour un ovule dont le tégument unique se prolonge en un long tube micropylaire.
A cela, il y a deux interprétations :
- D'un coté gymnosperme : pensé que le périgone ne sert à rien, et on rapproche les chlamydospermes des gymnospermes, ou alors, on pense que le périgone est un 2ième tégument.
- D'un coté angiosperme : pensé que l'on a un ovaire incomplètement clos et on rapproche les chlamydospermes des angiospermes.
Le cycle de reproduction est le même que celui des Gymnospermes.
III- Classe des Angiospermes :
La classe des Angiospermes regroupe les végétaux les plus représentés sur Terre, elle représente 9/10ième de la flore connue. Cette classe est apparue à l'ère secondaire. En général, les étamines et les ovules sont présents dans la même fleurs, mais il arrive que ce ne soit pas le cas. Ce sont donc en général des plantes monoïques.
Nous prendrons l'exemple du bouton d'or (Ramunculus acris L.)
a) La plante en elle même :
La fleur est constitué par un ensemble de pièces florales portées par une partie renflée, le réceptacle floral, porté lui même par un axe, le pédoncule floral. Ce pédoncule est porté par une tige, et au niveau de son insertion, se trouve une bractée.
La fleur est constituée du périanthe (pièces stériles) regroupant le calice, la corolle, des pièces fertiles qui regroupent quant à elles l'androcée (ensemble des étamines) et le gynécée (ensemble des carpelles).
La représentation d'une fleur se fait de 2 manières :
La coupe longitudinale : figuration d'une section longitudinale et axiale d'une fleur, tiens compte de la symétrie de la fleur et met en évidence le niveau d'incursion des élément de la fleur.
Le diagramme floral : c'est une représentation théorique supposant que tout les éléments soit au même niveau (sorte de coupe transversale). Les différentes pièces sont représentées sur un cercle ou sur des lignes spiralées. Les sépales et les pétales sont représentés par un arc de cercle, les étamines par un " B ", le gynécée est représenté par une sorte de triangle, la bractée est toujours en bas du schéma, et il y a un axe d'inflorescence en haut.
La formule florale indique quant à elle le nombre de pièces quand c'est possible :
Ex : 5S + 5P + nE + nC où S=sépale, P=pétale, E=étamines et C=carpelle
b) Etamines et pollen :
Les étamines sont constitués de 2 parties, le filet et 2 anthères (sac pollinique). Le plus souvent, le pollen se forme dans 4 sacs (˜ microsporanges) de forme cylindrique. A maturité, les deux sac du même coté s'unissent pour former une seul et même loge.
* Structure de l'anthère à maturité :
Voir schéma ci dessous :
La structure d'une jeune anthère est la suivante, la couche la plus extérieur est l'épiderme, puis se trouve la bande ligneuse (anneau de déhiscence), l'assise mécanique, le couche intermédiaire et enfin, le tapis nourricier. La couche intermédiaire ne vivra pas longtemps puisqu'elle sera écrasée par le développement des grains de pollen, nourrit par le tapis nourricier.
* la formation des grains de pollen :
La cellule mère d'un grain de pollen et une cellule du tissu sporogène. Une cellule mère formera une tétrade de grain de pollen, un grain de pollen a un noyau, puis se noyau se divisera en 2 au bout d'un certain temps.
* Caractère d'un pollen mûre :
Il est caractéristique d'une espèce, sa taille varie de 25µm à 200µm. Le noyau (cellule végétative)est accompagné d'une cellule génératrice, et le tout est enveloppé par une exine, une intine et parfois par un manteau pollinique. L'exine est parsemé de pores. L'exine est formé en fait de 2 parties :
- ectexine (structure typique chez les Angiospermes, de forme collumélair
- endexine (pas de structure précise).
L'intine est également formé de deux parties. La cellule végétative donnera la cellule du tube. Les pores servent à l'hydratation des grains lors de la germination.
c) L'ovule :
L'ovule se trouve dans une cavité close appelé ovaire. Cet ovaire se trouve lui même dans un carpelle, se situant dans le réceptacle floral. Les carpelle peuvent être indépendants ou concréscents les uns des autres, ceci donnant alors un pistil. Le carpelle est une sorte de feuille fermée.
La disposition des ovules à l'intérieur du carpelle varie suivant l'espèce (voir plus bas).
* Morphologie de l'ovule :
Dans la plupart des Angiospermes, l'ovule est entouré de 2 téguments (secondine et primine), l'espace entre ces 2 téguments est nommé micropyle. Si on continu, toujours de l'extérieur vers l'intérieur, on trouvera la nucelle puis le sac embryonnaire correspondant au gamétocyte femelle.
* Type d'ovule :
Il en existe 3 sortes, ils sont rangés suivant la courbure que fait le micropyle, la chalaze et le hile :
*Ovule droit/orthotrope (rare), le micropyle, la chalaze et le hile sont aligné et forme une ligne verticale.
*Ovule renversé/anatrope (le plus rencontré), il y a un plan de contacte entre le tégument et le funicule.
*Ovule couché/campylotrope : le micropyle est à l'horizontale.
Voir schéma ci dessous :
* le gamétophyte femelle :
Il se trouve sous l'assise la plus externe de la nucelle, c'est une grande cellule, avec un noyau volumineux et un cytoplasme dense. Sa formation débute par une méiose, 4 cellules seront générées, 3 dégénèreront et seule une des 4 cellule donnera une mégaspore donnant ensuite le sac embryonnaire. Cette cellule subira 3 division nucléaires successives, on aboutit donc à une cellule à 8 noyaux. Cela sera suivit d'un cloisonnement donnant alors 6 cellules à 1 noyau et une grande cellule binuclée.
d) Pollinisation, germination et fécondation :
* Pollinisation :
Pour qu'il y ait pollinisation, il faut que le pollen arrive jusqu'au carpelle, pour cela, il s'offre différent choix si l'on peut dire :
*Pollinisation direct : il est transporté sur la même fleur, c'est ce que l'on appel l'autogamie. Cela est rare car ça suppose que le carpelle et les étamines soient murent en même temps.
*Pollen transporté sur le stigmate d'une autre fleur : c'est la pollinisation croisé ou allogamie. C'est évidemment le plus représenté des transport.
Dans ce cas le transport peut se faire par le vent (pollinisation anémophile), par les insectes (pollinisation entomophile), par l'eau (rare).
* Germination du grain de pollen :
Le pollen se retrouve donc sur le stigmate d'une fleur, il pourra alors germer : il y a alors 2 possibilités, soit le grain de pollen est incompatible et dans ce cas, il ne se développera pas plus soit il est compatible et se développera. La reconnaissance se fait au niveau de protéines du tube pollinique(papille stigmatique). On se placera bien sur dans le cas où il y a compatibilité : Le grain se développera et passera entre les cellules du style et atteindra l'ovule, et là il l'atteint soit par le micropyle (porogamie) soit par la chalaze (chalazogamie).
Le tube pollinique pour arriver à l'ovule passe par une des deux synergides et passe dans l'appareil filiforme de la synergide, puis les gamètes mâles sont libérés.
* La fécondation :
Un des deux gamètes males est riche en plaste, il fusionnera avec l'oosphère, alors que l'autre, riche en mitochondries fécondera la cellule binuclée. Il y a donc double fécondation. Il y a formation d'un œuf principal, l'embryon (2n chromosomes) et un œuf accessoire, l'albumen (3n chromosomes). La graine est alors formée.
e) La graine :
* Développement de l'embryon :
L'œuf principal est à 2n chromosomes, il va subir des mitoses nucléaires dans un premier temps puis cellulaires. Lorsque se forment les 2ière cellules, on à formation d'une cellule basale (qui donnera plus tard le suspenseur et les cellules initiales de la racines, cette cellule se trouve tournée vers le micropyle), et une cellule apicale qui subira 4 mitoses, il y aura donc formation d'un octan (8 cellules) 4 de ces cellules formeront la gemmule et les cotylédons, et les 4 autres formeront l'hypocotyle.
* Tissus de réserves :
Après la fécondation, les tissus de réserves se forment, ils peuvent être fait à partir de la nucelle (2n) mais c'est rare (ex : périsperme du poivre) ou formé à partir de l'albumen (3n) et dans ce cas, cela provient du développement du noyau accessoire. L'albumen se développe au dépend de la nucelle. Cette graine sera dit albuminée (ex : ricin). Dans d'autres cas, les réserves de l'albumen iront dans les cotylédons, l'albumen disparaîtra alors, cela donnera une graine exalbuminée (ex : petit pois).
La nature des réserves dépend de la graine :
- S'il s'agit de céréales ou de graminées : réserves amylacées essentiellement (+ un peu de protéines)
- S'il s'agit d'une graine oléagineuse : réserves lipidique.
- Sinon, c'est souvent un mélange des deux, et pour les exalbuminées, il s'agit d'un mélange de protéines et d'amidon.
* Les téguments :
Les téguments de l'ovule deviennent ceux de la graine : le tégument externe devient dure et épais, c'est le testa, il peut être coloré, présenter des poils…, et le tégument interne devient mince et se nomme le tegmen. Il peut y avoir des formations externes supplémentaires comme des excroissances des téguments externe (ex : la caroncule)
* La vie ralentie :
Elle se manifeste lorsque la graine est mûre, elle subira alors une forte déshydratation, l'eau ne représentera plus que 10 à 20% du poids total. Il y a aussi ralentissement de tout les échanges et donc de la respiration. La graine sera prête à résister aux agents chimiques et physiques.
* Dissémination des graines ou des fruits :
L'ovule devient la graine et d'autres parties de la fleur se transforment aussi. La paroi de l'ovaire deviendra l'enveloppe de la graine, elle se nommera alors le péricarpe. Le péricarpe est formé de 3 parties, l'épicarpe (la plus externe), le mésocarpe et l'endocarpe (la plus interne). Il y a deux types de fruit suivant l'évolution du péricarpe, s'il est charnu, on obtient des fruits charnus, si il est sec, on a des fruits sec.
- Fruits secs :* La germination :
Il y en a de deux types, des déhiscents (qui s'ouvrent) et des indéhiscents (ne s'ouvrant pas).
*Fruits secs indéhiscents :
Ils sont encore une fois divisés en deux sortes, les akènes et les caryopses :
- Les types akènes, la paroi du fruit n'adhère pas à la graine, c'est le cas par exemple de graines de pissenlis, de renoncules. Mais il y en a qui ont une particularité, ce sont les samares où l'épicarpe se transforme en aile (ex : Erable, frène…).
- Les caryopses, la paroi adhère à la graine (ex : blé, avoine présentant une arête permettant à la graine de "sauter" en fonction de l'humidité).
*Fruits sec déhiscents :
Il y a des différences en fonction du fait que le fruit provient d'un ou plusieurs carpelle(s) :
Si cela provient d'un développement d'un seul carpelle alors on a deux types de fruits :
- Follicule : se caractérise par une déhiscence par la face ventrale du carpelle selon une fente longitudinale, en général, la dissémination se fait par les animaux (zoochorie). Ex : follicule d'Hellébore.
- Gousse ou légume : S'ouvre cette fois par 2 fentes de déhiscences, une du coté dorsale et l'autre du coté ventrale. Ex : petit pois.
Si cela provient d'un ensemble de carpelles (ou pistil) alors, on a une fois de plus 2 distinctions :
-Si il y a plusieurs fentes longitudinales, on distingue 2 types :
Le type capsule (1 à plusieurs fentes de déhiscences).
Le type silique (famille des brassicacées) le fruit s'ouvre par 4 fentes de déhiscences longitudinales, les graines sont situées sur une fausse cloison.
-Si il y a une fente de déhiscence transversale : Il y a les pyxides, il y a une sorte de couvercle qui peut s'ouvrir pour libérer les graines à l'aide du vent (anémophilie). Et on a les poricides, la libération se fait à l'aide de petits trous comme c'est le cas chez le coquelicot.
- Fruits charnus :
*Fruits charnus à noyau : c'est ce que l'on appel la drupe. Ex : cerise.
*Fruits charnus à pépins : C'est ce que l'on nomme les baies. Ex : raisin.
Elle ne se fait qu'après une phase de repos. L 'eau permettra au printemps de réhydrater la graine. La radicule sortira par le micropyle dés les le début de la germination, puis les cotylédons se détacheront du tégument et sortiront. L'hypocotyle (zone entre cotylédons et radicule) peut se développer, suivant son développement, les cotylédons seront en dessous (germination hypogée) ou au dessus (germination épigée) du sol.
5) Les Algues :
Elles font parties des Thallophytes, au même titre que les Champignons. Les Thallophytes n'ont pas d'archégones. Les algues sont des Thallophytes chlorophylliens, on les retrouve dans les lacs, les mers… et elles peuvent aussi bien être microscopiques que macroscopiques. Leur origine est très ancienne. Puisque elles vivent dans l'eau, elles n'ont pas besoin d'éléments de soutient, et on peut dire que certaines algues ont réalisé l'équivalent de l'arbre dans le milieu marin.
Leur systématique est liée à la nature du pigment présent dans leurs cellules, il y en a 3, le rouge, le vert (chlorophylle + xanthophylle + carotène) et le brun (la fucoxanthine masque la couleur verte de la chlorophylle). A cela se rajoute la nature des produits de réserves issus de la photosynthèse, la paroi composant les algues, la disposition des thylacoïdes et le nombre de leur membranes périplasdiales (entourant les plastes), ainsi que la présence et l'ultrastructure des flagelles, le type de mitose.
1) Les algues brunes :
Elles sont essentiellement marines et les plus connues sont les Fucus formant le goémon (sert à enrichir les sols). Elles sont très varié et l'ordre des laminaires est l'équivalent d'un point de vu évolutif aux angiospermes. Ce groupe se compose de 5 ordres :
* les Ectocarpales,
* les Cutlériales,
* les Dictyoales
* les Fucales,
* les Laminariales.
a) L'appareil végétatif :
*Chez les Ectocarpales : Le thalles sont constitués de touffes de filaments bruns ramifié, chaque filament (=fil de cellules). Les filaments sont ramifiés eux même. Il y a 2 types de filaments, les rampants (ne croissent que par l'extrémité) et les dressés (présentant des division cellulaires diffusent). C'est donc un thalle hétérotriche.
*Chez les Cutlériales : Ce sont des algues vivant en atlantique et en méditerranée, elles sont fixées sur le sol. Et constituées de lanières étroites et lamifiées avec croissance subterminale. Une lanière est le résultat de l'union de filaments d'éctocarpus.
*Chez les Dictyoales : Ce sont des algues des mers chaudes, elles sont caractérisées par de ramifications faite par dichotomie égale. L'extrémité de chaque lanière contient une cellule initiale se divisant en 2. Les 2 cellules à l'origine de la dichotomie.
*Chez les Fucales : Le thalle est encore un thalle en lanière de filaments d'éctocarpus. Il est constitué d'une ligne centrale, et il est ramifié. Il possède également de petites invaginations dans lesquelles se trouve une cellule initiale, ainsi que des aérocystes (cavités remplies d'air servant de flotteurs). Il y a aussi des cryptes pilifères contenant des sortes de poils (même organisation que les filaments d'éctocarpus).
*Chez les Laminariales : Des crampons fixent l'algue au sol, elle est sur un axe, le stipe au bout duquel il y a une lame plus ou moins ramifiée en lanière (filaments d'éctocarpus). La croissance se fait entre le stipe et la lame. Il y a 3 zones dans le stipe : méristoderme (capable de grossir en diamètre), le cortex et la moelle. Certaines cellules de la moelle sont très allongées et élargies sur le coté, ce sont des cellules en trompette. La paroi de la cellule en trompette est criblée, ceci est à mettre en relation avec les tubes criblé (phloème) chez les végétaux supérieurs.
b) La reproduction :
*Chez les fucales :
Ex : le Ficus vesiculosus, c'est une algue dioïque, le pied mâle est coloré en orange à maturité, et le pied femelle est lui coloré en vert olive à maturité. Les éléments reproducteurs sont portés par des réceptacles au bout des lanières. La surface de ces réceptacles est tapissée de conceptacles. Les conceptacles contiennent des poils et des éléments reproducteurs.
Dans les conceptacles mâles, les gamétocystes mâles sont portés par des poils ramifiés, alors que dans les conceptacles femelles, les gamétocystes femelle ne sont pas sur des poils et les poils remplissant ce conceptacle sont simples.
-Elément mâle : les gamètes mâles sont contenus dans un gamétocyste ayant la forme d'un sac, et il est formé par une seule cellule. Le noyau du gamétocyste subit des méioses pour former 64 gamètes mâles, les anthérozoïdes. Les gamètes mâles sont petits et possèdent un gros noyau et 2 flagelles (1 antérieur et 1 postérieur, servant de gouvernail). Dans ce gamète, il se trouve un stigma, sensible à la lumière qui sert au déplacement " phototactique " (va vers la lumière). A maturité, les gamètes mâles sont libérés.
-Elément femelle : Un sac contient des gamètes femelles, les conceptacles femelles contiennent des cellules particulières, des cellules ovoïdes correspondants au oogones. L'oogone se divise 3 fois, pour donner 8 cellules à n chromosomes. Chaque cellules correspond à un gamète femelle, une oosphère. A maturité, la parois extérieure des oogones s'épaissie et se déchire sur son plan médian. Les oosphères seront alors libérées dans l'eau mais, elles ne sont pas mobiles. La fécondation est dite oogamie.
-La fécondation : Les oosphères sortes des conceptacles, les gamètes mâles se dirigent autour des gamètes femelles, tout les gamètes mâles agitent leurs flagelles ce qui a pour conséquence de les faire tournoyer ainsi que le gamète femelle. Puis à un moment, la rotation cesse et les gamètes males s'en vont car l'un d'entre eux à réussi à s'unir avec l'oosphère. Cela donnera un œuf à 2n chromosomes, qui donnera un jeune thalle qui va s fixer.
Ainsi, on peu dire que la phase haploïde est réduite (aux gamètes), et la phase diploïde est longue, il n'y a pas d'alternance de génération. C'est un site comparable à celui des animaux.
*Chez les laminariales :
C'est une algue monoïque, il y a une alternance de génération, la plante est un saprophyte diploïde et elle porte à maturité des sporocystes groupés en sore. La méiose donnera des zoospores (n chromosomes) avec 2 flagelles. Ces zoospores se fixent rapidement et s'entourent d'une mince membrane puis germent. A ce moment, ils vont donner les gamétocystes mâles ou femelles (certaines zoospores donnent des prothalles mâles et d'autres des femelles). Les gamètes mâles se déplaceront jusqu'à l'oosphère, quant la fécondation a lieu, cela donne un œuf, qui donnera alors un sporocyste.
*Chez les Dictyoales :
Algues dioïque, il existe 3 sortes de thalles : certains possèdent des sporocystes, ces sporocystes donneront 4 spores (n chromosomes) après la méiose. Elles germeront et donneront un gamétophyte à n chromosomes, ce gamétophyte sera soit mâle soit femelle. Les gamétophytes ont des sores qui contiendront des sporocystes portant les gamètes. Les gamétocystes s'ouvrent à maturité. Il y a 1 oosphère par gamétocyste femelle et plusieurs anthérozoïdes dans les gamétocystes mâles. La fécondation se fait lorsque les gamètes mâles se sont déplacé vers l'oosphère et que l'un d'entre eux à fusionner avec l'oosphère.
Il y a donc une alternance de génération entre le gamétophyte et le sporocyste, mais leur morphologie est la même.
*Chez les Cutlériales :
C'est un thalle dioïque. Les gamétophytes (n chromosomes) mâle et femelle portent des poils ramifiés, portant des bouquets de logettes cloisonnées. Certaines logettes correspondent à des gamétocystes mâles ou femelles. Les gamètes mâles et femelles sont biflagellés, le gamète femelle est 10 fois plus gros que le gamète mâle et possède de grandes quantités de plastes. A maturité, les logettes s'ouvrent et libèrent les gamètes mobiles. La fécondation donnera un œuf qui donnera à son tour une algue autonome. Celle ci est différente du gamétophyte, c'est une sorte de croûte posée sur les rochers. C'est le sporophyte de Cutléria. Il est à 2n chromosomes. Il ne fait que quelques cellules d'épaisseur, possède des crampons le fixant au rocher. A maturité, il y a formation de sporocystes en amas et la méiose donnera des spores à n chromosomes biflagellées (zoospores). Une zoospore donnera un gamétophyte mâle ou femelle.
Il y a donc alternance de génération entre le gamétophyte haploïde et le sporocyste diploïde, et ces deux " stades " de développement sont très différent d'un point de vu morphologique.
*chez les Ectocarpales :
C'est une nouvelle fois, une algue dioïque. Le gamétophyte mâle possède des organes à plusieurs loges sur les filaments, on trouve à l'intérieur des gamètes mâles biflagellés. C'est la même chose pour le gamétophyte femelle où on trouve par contre des gamètes femelles biflagellées. Les deux gamètes sont identiques. A maturité, les gamètes sont libérés dans le milieu. Le gamète femelle se fixe (avant fécondation) par leur flagelle antérieur et celui-ci se raccourci alors que le gamète mâle nage jusqu'au gamète femelle. Il y aura formation de l'œuf (2n chromosomes), il germera pour donner un sporophyte très proche morphologiquement du gamétophyte. Le sporophyte donne un sporocyste à une seule loge (uniloculaire) qui après méiose donnera des spores biflagellées (zoospores) qui donneront le gamétophyte haploïde mâle ou femelle.
2) Les Algues vertes :
Les algues vertes ont un appareil végétatif très diversifié (microscopique à macroscopique), elles ont conquit tous les niveaux aquatiques (eau de mer, rivière…). Ces algues sont sont verte car elles possèdent de la chlorophylle qui contrairement aux algues brune n'est pas masquée, elles possède à la fois la chlorophylle A et B.
a) Thalle formé par des cellules uninuclées :
*Thalle des Ulvacées :
Ex : la Laitue de mer. Cette algue à un thalle foliacé, c'est une lame constituée de 2 paires de cellules. Dans chaque cellule, il y a un gros plaste chlorophyllien qui tapisse entièrement la cellule.
Ex : thalle des Enteromorpha intestinsli : C'est un thalle qui a la forme d'un boyau creux, et qui est ramifié. Il est formé d'une assise de grosses cellules et chacune d'elle possède un gros plaste chlorophyllien. Ce plaste est associé à un pylénoïde (de nature protéique, de forme variable et entouré d'amidon).
*Les conjuguées (ou zignémales) : Ce sont des Algues que l'on voit dans les vieux puits, les mares… Elles sont constituées de filaments de cellules, et se différencies les unes des autres par la forme de leurs plastes. Il y a au moins 3 genres, les Zygnéma, les Rougeotia, et les Spirogyra.
-Les Zygnéma : Fil de cellules chlorophylliennes dont les chloroplastes ont des formes étoilées. Il y a 2 gros pyrlénoïdes de chaque coté du noyau dans chaque cellules.
-Les Rougeotia : Fil de cellules chlorophylliennes où le plaste est unique et occupe presque toute la cellule. Il présente d'ailleurs beaucoup de pyrlénoïdes à sa surface. Le plaste peut s'orienter suivant l'intensité lumineuse.
-Les Spirogyra : Algue filamenteuse présentant des plastes recourbés, spiralés du coté des parois. En général, il y a 3 plastes rubanés par cellules.
b) Thalles formés d'articles coenocytiques :
*Les Cladophoracées :
Ex : Cladophora, c'est une algue formée de filaments de petite taille qui sont formé par des cellules coenocytiques de grandes tailles à paroi très épaisse. Le mode de cloisonnement est particulier. Il y a un chloroplaste unique dans chaque cellule, en forme de réseau avec beaucoup de pyrlénoïdes à sa surface. Ces algues ont une croissance terminale.
*Les Valoniacées :
Ex : Valonia ventricosa. Cette algue possède des articles renflés, est a une taille importante. Sa taille est comparable à celle d'un œuf. Elle est fixée au " sol " et son nombre de cellules est réduit. Les cellules ont une vacuole très volumineuse.
c) Algues ayant un thalle siphonné : (elles ont développé une sorte de résistance au milieu comme des poutrelles, une calcification…)
Le thalle n'est pas cloisonné transversalement, il est donc dit siphonné.
*Les Codiales : Ex : Codium tomartosum, c'est une algue fait de petits cordons partant d'un même point, se ramifiant en touffe. En son centre, elle est constituée de filaments entrecroisés. L'extrémité du cordon est renflée en massue.
*Genre Acetabularia :
Cette algue a une forme d'ombrelle japonaise, est unicellulaire et vie en méditerranée. Le chapeau est la partie fertile, et c'est la où se trouve le noyau de cette cellule géante. La tige est calcifiée donc rigide.
*Caulerpa :
Ces algues possède des cranpons, et ressemble à des racines. Il s'y développe une lame foliacée avec des sortes de poutrelles cellulosique qui traverse les cellules de part en part.
d) Algues unicellulaires et coloniales :
*Clamydomonas :
Algue unicellulaire verte, présente dans les mares d'eau douces et riche en matière organique, ces algues correspondent aux algues unicellulaires de base.
*Algues vertes coloniales :
Ex : Pandorina, Gonium et Volvox. Ce sont des algues correspondant à l'association d'algues de type Clamydomonas. Elles se regroupent et forme des figures géométriques (souvent sphérique).
e) La reproduction :
*Cycle digénétique des Ulvacées :
Ex : Ulva lactuca (laitue de mer) : C'est un thalle foliacé ayant 2 assises cellulaires et est dioïque. Au printemps, apparaissent sur les thalles (sur les marges) des couleurs vert sombre ou vert jaune. La 1ère couleur correspond aux " organes femelles " et les cellules de cette couleur renferment chacune de 8 à 16 gamètes femelles biflagellés, ces gamètes sortent par un pore de la cellule ; et la 2ème couleur correspond aux " organes mâles ", les cellules de cette couleur renferme chacune de 16 à 32 gamètes mâles biflagellés, ils sont plus petits que les gamètes femelle et sorte aussi par des pores de la cellule. Les 2 gamètes se rencontrent et fusionnent pour donner un œuf mobile (2n chromosomes) nommé planozygote, il a 4 flagelles. Il les perdra à un moment puis grossira pour former un filament puis des lames foliacées. Il va alors développer des sporocystes, après méiose, se formeront des spores mobiles à 4 flagelles (=zoospores). Ce sont ces zoospores qui donneront les gamétophytes mâle ou femelle.
*Cycle monogénétique diploïde du genre Codium :
Un petit mot de vocabulaire, l'utricule est un filament renflé en massue. Les gamétocystes apparaissent sur le coté des utricules et les 2 types de gamétocyste (mâle et femelle) sont identique morphologiquement. Mais les gamètes sont différents, les mâles sont petits, biflagellés avec peu de plastes et un petit noyau alors que les gamètes femelles sont gros, biflagellés avec beaucoup de plastes. Les deux gamètes nagent, se rencontrent et à ce moment là aura lieu la fécondation. L 'œuf donnera le planozygote qui donnera un thalle à 2n chromosomes.
*Cycle monogénétique haplophasique chez les conjugués :
Ex : Zygnéma, il est dioïque. Lors de la reproduction, 2 filaments de disposent côte à cote de sorte que les cellules des filaments se correspondent 2 à 2. Les cellules vont alors former des protubérances qui finiront par fusionner et il se formera se qu'on appel le tube de conjugaison, mettant en relation les deux cellules. Il y aura ensuite cystogamie (fusion des cytoplasmes). Le contenu d'une des deux cellules se déverse dans l'autre et à ce stade, il y aura caryogamie (fusion des noyaux). La cellule œuf qui en résulte (zygospore) sera libérée après destruction des 2 cellules lui ayant données naissance. Elle pourra vivre un moment au ralentie puis il y aura méiose et donc formation de 4 noyaux, 3 dégénèreront. Et ensuite par mitose successive, la cellule donnera un filament de Zygnéma haploïde. La fusion des gamétocystes se nomme gamétocystangie.
