Bryophytes 2BIOS01 11/12

Que sont les Bryophytes ?

À ce jour, les Bryophytes (du grec bruon, mousse et phytos, végétal), comportent plus de 25 000 espèces végétales. Les Mousses sont considérées comme les premiers végétaux pionniers, c'est à dire les premières plantes à s'installer sur des terres émergées encore stériles et sont dépourvus de système vasculaire.
Il ne faut toutefois pas oublier les Lichens (association d'un champignon et d'une algue unicellulaire) qui ont pu préparer le terrain aux mousses.

Les Bryophytes prennent en compte les trois embranchements suivant: les Hépatophytes, les Anthocérophytes et les Muscinées ou autrement dis les Mousses. Les Hépatophytes et les Anthocérophytes doivent leur nom au fait que leurs formes font renvoi au foie (hépatocytes qui sont des cellules du foie) et à une corne (keratos). Les Bryophytes les plus familières sont les Mousses. Certains organismes sont également appelés "Mousses" sans pour autant en être, et ne font même pas partie des Bryophytes. Dans ce cas nous pouvons citer: la Mousse d'Irlande qui n'est pas une Mousse mais une Algue rouge marine, la Mousse à caribous qui est un Lichen ou encore la Mousse d'Espagne qui est rien d'autre qu'une plante à fleurs.

C'est avec les Bryophytes, dont les plus grands représentants sont les mousses, qu'a commencé à apparaître la notion d'organe végétal. L'appareil végétatif qui était homogène chez les algues (le thalle) commence ici à se différencier pour former des ébauches des futurs feuilles et tiges, le cormus. Les Bryophytes sont les seuls représentants des Invasculaires.

Quels sont les différents embranchements des Bryophytes?

Le groupe des bryophytes se sépare en trois embranchements: -Les Hepaticophyta -Les Anthocerotophyta -Les Bryophyta

Qu'est ce que les Hepaticophyta?

Les hépatiques hepaticophyta ou hepaticae (également nommée les marchantiophytes marchantiophyta) font partie de l'embranchement qui a gardé le plus de caractéristiques des premières plantes d' il y a 475 millions d'années.

Qu'est ce que les Anthocerotophyta?

Mot provenant du grec anthos (fleur) et keros (corne). Il s'agit d'un petit embranchement voisin des Hepaticophyta.

Qu'est ce que les Bryophyta?

Le terme de bryophyta ne concerne que les mousses au sens strict du terme. Il ne faut pas le confondre avec le mot "bryophyte" qui a un sens plus large.

Qu'est-ce que la capacité de reviviscence?

Ces végétaux sont effectivement capables de survivre à de longues périodes de sécheresse. Ils peuvent en effet se déshydrater fortement et entrer dans un état de vie ralentie pendant plusieurs semaines. Lorsque l'eau est à nouveau disponible, ils reprennent ensuite une activité normale. Ce sont donc des végétaux très résistants, et à ce titre ils constituent avec les lichens, les végétaux pionniers capables de coloniser des milieux minéraux, c'est pourquoi on en trouve en abondance sur les murs ou les toits des maisons. Ils participeront alors à la formation des sols permettant aux végétaux plus exigeants de s'installer à leur tour.

Quelles sont les caractéristiques morphologiques générales des Bryophytes?

Végétal, le plus souvent terrestre, sans racines ni vaisseaux, mais généreusement pourvu de feuilles, tel que les mousses t les hépatiques. Chaque plante possède deux parties morphologiquement très distinctes. L'une, feuillée ou thalloïde, dont les noyaux cellulaires ont 1n chromosomes (haploïde), produit et porte les éléments reproducteurs ou gamètes : c'est le gamétophyte.
L'autre, fixée au gamétophyte, possédant des noyaux à 2n chromosomes (diploïde), produit et porte les spores : c'est le sporophyte.

Quelle est la morphologie et la fonction des gamétophytes ?

En effet, il existe deux types de gamétpophytes, un mâle et un femmelle. Chez la plupart des espèces de Mousses, les gamétophytes mâles et femelles sont distincts:
Le gamétophytes mâle possède des anthéridies. Les anthéridies contiennent les anthérozoïdes. Les anthéridies, appelés encore gamétanges, se situent toujours sur un organisme à nombre chromosomique haploïde, c'est-à dire qu'il ne possède qu'un seul et unique jeu de chromosome.
Le gamétophyte femelle, également haploïdes, possède des archégones qui constituées d'un col, étages de cellules formant un canal, et d'un ventre, contenant la structure produisant les oosphères.
Nous pouvons donc conclure que les gamétophytes ont une fonction reproductrice.

Quelle est la morphologie du sporophyte ?

Le sporophyte est réduit à un axe unique, non chlorophyllien qui se développe tel un parasite fixé sur le gamétophyte femelle. Chez les mousses, cet axe est formé à la base par un suçoir ancré dans les tissus du gamétophyte femelle. Il se prolonge par un pédicelle (= soie) terminé par un sporange unique appelé capsule. Chez certaines hépatiques à cormus thalloïde (type Marchantia polymorpha), il se développe à la face inférieure de sorte de "chapeaux" ou archégoniophores du gamétophyte femelle. Il est réduit à un sporange globuleux porté par un court pédicelle ou suçoir lui permettant de puiser les éléments nutritifs dans le gamétophyte.

Quelle est la fonction du sporophyte ?

Un sporange est une structure végétale qui produit et qui contient des spores. Le sporange est porté par le sporophyte. Le sporophyte est la génération du cycle de reproduction des plantes qui produit des spores, microspores et macrospores, qui sont disséminées ou non. Cette phase du cycle de développement fait suite à la fécondation et contient donc le double de chromosomes du gamétophyte. Chez les mousses, le sporophyte est peu visible et fugace. Il vit en parasite du gamétophyte qui lui correspond à la plante feuillée visible.

Le sporange est le siège de la méiose et de la production des spores. 50 millions de spores peuvent être produits uniquement par un et unique sporange ce qui considérable. Lorsqu'il est encore au stade embryonnaire, le sporange est doté d'un capuchon protecteur constitué de tissus du gamétophyte, la coiffe. La coiffe disparait juste au moment où le sporange libère ses spores. Le péristome qui est la partie supérieur du sporange est recouvert d'un opercule, libère progressivement les spores lorsqu'ils tombent en les saupoudrant au lieu de les libérer d'un seul coup ce qui sera favorable aux Mousses car il pourront en profiter pour transporter les spores sur de longues distances.

Dans quels milieux vivent les Bryophytes ?

Les bryophytes colonisent tous les milieux naturels ou artificiels, depuis l'équateur jusqu'aux régions polaires, à l'exception du milieu marin dont elles sont totalement absentes. Les bryophytes sont omniprésentes et constituent parfois l'essentiel de la biomasse;

• milieux naturels aux contraintes écologiques extrêmes : rochers exposés, éboulis, eaux acides, tourbières acides ou alcalines, ...
• milieux perturbés : talus et terres dénudées, places à feu, champs traités aux herbicides, éboulis de carrières ...
• substrats artificiels en décrépitude : vieux toits, vieux murs, trottoirs, déchets industriels, scories et culots de fonderie, ...

Les Mousses étant le type de Bryophytes le plus commun, nous allons donc nous focaliser principalement sur eux.

De quoi est composé l'appareil végétatif des Bryophytes ?

Les Bryophytes ne possède pas d'appareil conducteur mais ils possèdent des cellules plus longues sur les nervures ce qui facilite la circulation interne.
L'absence de lignine fait en sorte que la plante ne soit pas rigide et qu'elle soit perméable à l'eau. Seul le sporophyte est pourvu d'un système vasculaire rudimentaire, de plus sa tige est composée de lignine. Ces éléments sont une des évolutions dans le règne végétale.

L'appareil végétatif des Bryophytes est donc simple. Il est formé d'une tige feuillée qui effectue la photosynthèse, contrairement aux rhizoïdes qui permet à la plante de se fixer à sont support mais qui n’apporte pas d'eau. Ces feuilles de petites taille ne possèdent pas de cuticule ce qui rend la feuille perméable. C'est pourquoi les Bryophytes effectue les échanges d'eau directement entre les cellules et le milieu extérieure. Chaque cellule s’approvisionne en eau de manière autonome.

Les Bryophytes se dessèchent tres facilement dans un milieu sec. Cependant les mousses absorbent très facilement l'eau dans des milieux humides. Les mousses en déshydratation se maintienne en vie latente pendant un un long moment et il suffit qu'elles soit réhydratée pour reprendre leur fonctionnement normal.

Comment se reproduisent les Bryophytes ?

Le thalle chlorophyllien est un individu, première génération étudiée ici. Son appareil végétatif élabore des appareils reproducteurs sexués et des cellules de reproduction, les gamètes : les anthérozoïdes, mâles, libérés de l’anthéridie, et l’oosphère, femelle, incluse dans l’archégone.
Cette génération se termine avec la maturation des gamètes et la fécondation avec formation d’un zygote : elle est gamétophytique. L’individu, le thalle, est un gamétophyte dont la forme juvénile, issue de la germination de la spore, est le protonéma. Le thalle étant mâle ou femelle, le gamétophyte de Marchantia est dioïque.
Ce thalle est la forme pérenne habituellement visible dans la nature.
La germination du zygote conduit au sporogone, seconde génération, parasite de la première, avec un appareil végétatif (suçoir) et un appareil reproducteur asexué, le sporange, libérant des cellules de reproduction, les méiospores. Cette génération qui se termine par la libération et la dissémination des spores est sporophytique L’individu, le sporogone, est un Sporophyte. Sa durée de vie est brève, quelques semaines.
Les Bryophytes ont besoin d'eau pour se reproduire et ils se reproduisent à l'aide de cellules flagellées appelées anthérozoïdes (l'équivalent des spermatozoïdes chez l'homme)et de l'oosphère. Les spermatozoïdes se déplacent dans une fine couche d'humidité jusqu'à l'Archégone pour féconder l’oosphère.

Cette fécondation donnera naissance à un zygote diploïde qui ensuite se divisera et deviendra un embryon (ceci est la mitose). Cet embryon se développera en un jeune sporophyte qui reste toujours attaché au gamétophyte femelle pour se nourrir.

Après la croissance de se jeune sporophyte, il produira des spores toujours haploïdes par la méiose grâce à une capsule appelée le sporange. Les spores seront libérés lorsque l'extrémité de se sporange saute.

Ces spores libérés se fixeront sur une surface humide et ensuite par mitose il donnerons naissance à un filament vert appelé le protonéma qui créera un bourgeon qui deviendra un gamétophyte mâle ou femelle.

Quelles sont les structures qui composent l'appareil reproducteur?

Les Bryophytes se reproduisent à l'aide principalement des gamétophytes mais aussi grâce au sporophyte qui permet la dispersion de la plante.

Quelles sont les caractéristiques des gamétophytes ?

Les gamétophytes sont la partie la plus visible de la plante qui ont pour rôle de porter les gamètes soit mâles soit femelles. Ils se situent à l'extrémité de la tige des mousses et sont reconnaissable grâce à une forme de couronne formée de feuilles.

Un gamétophyte mâle produit des anthérozoïdes en grande quantité dans l'Anthéridie, qui est situé à l'extrémité du gamétophyte. Un gamétophyte femelle possède des oosphères (l'ovule) qui sont situé dans l'Archégone qui est aussi à l'extrémité du gamétophyte femelle.

Le gamétophyte mâle appelé l'anthéridie possède une forme allongée dont certaines cellules deviennent des anthérozoïdes (même fonction que d'un spermatozoïde chez les animaux). Ces derniers possèdent des flagelles qui leur permet de se déplacer à l'aide de l'eau jusqu'à une oosphère. Le gamétophyte femelle appelé l'archégone possède une forme semblable a celle d'une bouteille. L'archégone abrite l'oosphère (l'ovule)qui donnera naissance à un zygote lors de la rencontre avec un anthérozoïde.

Les gamétophytes mâles ou femelles ne possèdent qu'un seul jeux de chromosomes donc ils sont haploïdes.

Quelles sont les caractéristiques des sporophytes ?

Les sporophytes sont le résultat de la fécondation de l'anthérozoïde avec l'oosphère donc ils sont diploïdes (description détaillée de cette fécondation au chapitre suivant).

Les sporophytes sont composés d'un longe tige en soie, avec une capsule à son extrémité appelé le sporange. Ce dernier effectuera la méiose à fin de produire des spores haploïde. À un moment donné la capsule s'ouvrira et les spores seront libérés. Lorsqu’ils toucheront le sol, chaque spore germera et donnera naissance à un gamétophyte.

Comment pouvons nous utiliser les mousses dans notre société?

Les mousses peuvent fixer et accumuler les divers polluants, ils peuvent donc servir de bio-indicateurs de la qualité de l'air. Durant de nombreuses années, les mousses formant les tourbières étaient utilisées comme carburant en Europe et en Asie. Cette technique est d'ailleurs encore utilisée en Irlande et au Canada.