Gymnospermes 2BIOS01 09/10

De biorousso
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Qu'est-ce qu'un Gymnosperme?

Les gymnospermes sont les plus anciennes plantes à graines, apparues il y a 360 millions d'années. Gymnosperme est un nom qui vient du grec "gumnos" qui signifie nu, et "spermos" qui signifie graine. On les appelle plantes vasculaires "à graines nues" car leur graine n'est pas contenue dans leur cavité et elles contiennent un tissu conducteur qui permet la circulation de l'eau et des nutriments dans la plante.

En d'autres termes, ils ne possèdent aucune fleur et aucun fruit (le fruit étant l'organe végétal qui protège la graine), contrairement à ceux des angiospermes car les ovules fécondés des angiospermes se transforment en graines à l'intérieur d'un ovaire qui poursuit sa croissance et devient un fruit. Tandis que pour les gymnospermes, leur ovule n'est pas protégée par l'enveloppe de l'ovaire mais, à la place de cela ils contiennent des cônes (des inflorescence mâles et femelles). Les gymnospermes sont des plantes ligneuses, arborescentes ou buissonnante, dont on distingue plusieurs types: les cycadales, les ginkoales et les conifères.

Il existe aujourd'hui près de six cents espèces de gymnospermes réparties en septante genres.

Dans la catégorie des gymnospermes, on y trouve le sequoia à feuille d'if (Hyperion hyperion), qui est l'arbre le plus haut qu'on ait trouvé. Il mesurait 115,55m de hauteur. Et se trouvait en Californie du nord. Le Taxodium est l'un des arbres ayant la plus grande circonférence qui est de 42m! Le pinus longaeva est l'un des plus vieux arbres. Il mesure pourtant que 5m de haut mais vit depuis 4900 ans! On l'a trouvé a 3000m d'altitude. Il y a le picea abis qui est vieux de 8000 ans! Plus communemment appelé epicéa. C'est celui qui nous sert de sapin de noël. Il se trouvait à 950 mètres d'altitude il mesurait un peu moins de 2 mètres.


Pourquoi cette plante est dite vasculaire?

Une plante est nommée vasculaire si elle est pourvue de racines qui permettent l'absorption du sol et des vaisseaux qui transportent la sève. En effet, les gymnospermes ont des vaisseaux conducteurs de sèves, inventés par les fougères. Dans la conduite d'eau et de sève, il y a des tissus spécialisés qui sont organisés en vaisseaux. Nous pouvons constater deux types de vaisseaux: la sève brute(eau et sels minéraux) dans le xylème et la sève élaborée(sucre) dans le phloème.


Quelles sont les différence entre la sève brute et la sève élaborée?

La sève brute appelée aussi sève montante, contient de l'eau et des éléments minéraux prélevés dans le sol, qui va des racines aux feuilles, tandis que la sève élaborée appelée aussi sève descendante, contient de l'eau et du sucre fabriqués dans les feuilles par la photosynthèse, qui va des feuilles aux racines.

Quelles sont les caractéristiques du gymnosperme ?

Les Gingkos et les cycas sont les plus vieux gynmospermes. En effet ils ont une ovule nue alors que les conifères ont développé un "système protection": ce sont des cônes qui protègent leurs ovules.


L'appareil végétatif

Les gymnospermes ont développé leur tige pour la transformer en tronc à l'aide du bois. En effet, les fougères tenaient debout grâce à la lignine que les gymnospermes ont développé et transformé en bois. Ceci leur permet de pousser plus haut et d'être plus solide. Cependant ils n'ont pas de fruits contrairement aux angiospermes qui sont des espèces encore plus évoluées. Les Gymnospermes sont une intermédiaire entre les cryptogrammes vasculaires et les angiospermes.

Les feuilles sont la plupart du temps très étroites et n'ont qu'une seule nervure entourée d'un peu de parenchynne qui contient deux petits faisceaux libero-ligneux très proches, l'un de l'autre. Lorsque les feuilles sont un peu effilées comme celles des sapins ou des pins, elles sont alors appelées "aiguilles". Il s'en forme à chaque printemps, ce qui fait que l'arbre est constamment vert. Chez les sapins, elles sont isolées, alors que chez les pins, elles sont bien fixées deux à deux dans la même graine. On les trouve aussi dans les cèdres et les mélèzes, où elles sont alors disposées en petits bouquets, persistants chez les cèdres, et caducs chez les mélèzes.


Leurs innovations les plus importantes se font surtout au niveau de l'appareil reproducteur. Ils n'ont, entre autres, plus besoin d'eau pour se reproduire.

Certains gymnospermes se sont aussi habitués à vivre dans des régions plus arides. Et pour cela, ils ont recouvert leur aiguille d'une épaisse cuticule qui imperméabilise et réduit les pertes par évaporation sur la surface des aiguilles.

L'appareil reproducteur

Il existe deux phases dans la reproduction des gymnospermes. La phase de fécondation qui est diploïde et la phase de méiose qui est haploïde. Diploïde qui veut dire qu'une cellule contient deux chromosomes semblables. Haploïde qui veut dire qu'une cellule ne contient qu'un seul chromosome de chaque paire.

Dans la phase diploïde,il y a l'embryon qui va être emporté par le vent et va atterrir plus loin puis germer.cela donnera le plantule, qui est la jeune pousse de l'arbre. Une fois que l'arbre a grandi, on peut distinguer deux cônes différents sur ses branches. Le cône femelle et le cône mâle. Le cône mâle contient les microsporanges et le cône femelle contient les ovules où se trouvent le mégasporocyte.

Dans la phase haploïde,les graines de pollen contenant des gamétophytes mâles sont emportées par le vent puis les grains de pollen pénétront dans l'ovule commenceront a germer en formant un tube à travers le mégasporange. Pendant que le tube pollinique se forme, le mégasporocyte se divise, par méiose,en quatre cellules. Il restera une survivante qui deviendra le mégaspore. Dans ce mégaspore se forme le gamétophyte femelle dans celui-ci, se trouve deux ou trois archégones, qui renferment une oosphère chacun.Pendant que l'oosphère se forme,deux spermatozoïdes se développent dans le tube pollinique. Il y a fécondation lorsque le noyau d'un spermatozoïde s'unit à celui d'une oosphère. Cette phase peut durée trois ans!

Les cônes femelles du pin sont les pomme de pin. Au moment de la pollinisation' les écailles du cône femelle s'écartent pour laisser rentrer le pollen puis se referment, puis se rouvrent une fois que les graines ailées sont matures.

Une partie des gymnospermes ont développé une protection pour leur ovule comme le pin et la pomme de pin.

certains gymnospermes sont dioïques ce qui veut dire qu'il y a séparation des sexes. En effet, il y aura des arbres soit femelles soit mâles. Et d'autres sont monoïque( l'arbre porte les deux sexes).

Contrairement aux fougères et aux mousses, le spermatozoïde du gymnosperme n'a pas besoin de nager jusqu'à l'ovule, puisqu'il est emporté par le vent.

A quelles classifications appartiennent les gymnospermes ?

Il existe 4 groupes de gymnospermes:

  • les pinophyta (appelé aussi coniferophyta)
  • les gynkgophyta
  • les cycadophyta
  • les gnetophyta

Division des Pinophyta

Le pinophyta est apparu sur terre il y a 150 millions d'années. c'est une plante vasculaire à graine en cône. Cet embranchement fait partie des conifères, qui vient du latin "conus" cône et "ferre" porter. Ce qui signifie "arbre porteur de cône".

Coniferophyta

Le terme conifère signifie " qui porte des cônes", il existe plusieurs conifères tels que le cèdre, le sapin, le pin, le genévrier, l'agathis,... La plupart des conifères sont des plantes ligneuses avec un seul tronc et des branches latérales (croissance monopodiale).Généralement les conifères ont des feuilles en aiguille ou en écaille et sont approximativement persistantes La taille des conifères peut varier de moins d'un mètre à plus de cent mètres de hauteur. Leur habitat se situe majoritairement dans les régions froides et tempérées. Ils se reproduisent par des graines qui contiennent un tissu nutritif et un embryon qui ensuite deviendra une nouvelle plante.

  • Au printemps: Les bourgeons s'ouvrent et les jeunes feuilles naissent, puis fabriquent de la nourriture. Les rameaux s'accroîent et l'arbre fleurit. Le pollen des fleurs mâles transporté par le vent va à la rencontre des cônes femelles pour former un fruit.
  • En été:Les feuilles s'endurcissent pour éloigner les insectes. Etant donné que la sève circule dans les feuilles, les fruits grossissent.
  • En automne: Les feuilles sont caduques, c'est-à-dire que les feuilles tombent. Vu que les jours se contractent en automne et la sève diminue, la chlorophylle(pigment qui rend les végétaux verts se formant uniquement en présence de lumière)se décompose, donc les feuilles changent de couleurs et deviennet marron, rouge ou jaune.
  • En hiver:Alors que les sols sont gelés et que les racines ne peuvent pas absorber beaucoup d'eau, l'arbre devient inactif. Pour ne pas endommager les feuilles par les intempéries, les feuilles sont donc emballées dans les bourgeons enduits de cire.

le cycle de vie des conifères:

Les conifères ont un cycle de vie très long, deux ans peuvent s'écouler entre la libération de pollen et la production d'une graine. Le conifère possède deux types d'organes reproducteurs: les cônes mâles et les cônes femelles. Dans le cônes mâle, on trouve des sacs polliniques contenant des grains de pollen. Chaque écaille du cône femelle renferme deux ovules. Le pollen libéré par le cône mâle est porté par le vent vers les cônes femelles,là il germe et produit un tube pollinique pour aller féconder l'ovule. Une graine libérée par l'ouverture des écailles transporte l'ovule fécondé, la graine éclate en se gonflant d'eau pour donner naissance à une plantule.

Division des Gynkgophyta

La division des Ginkgophytes("Ginkgoaceae") ne comporte qu'une seule espèce appelée "Ginkgo Biloba".

Le gynkgo biloba est d'origine chinoise, on le nomme aussi "arbre aux quarantes écus",il est arrivé en Europe au XVIIIème siècle,cette espèce doit sa survie à sa beauté naturelle. Depuis plusieurs millénaires, le ginkgo biloba a de très nombreuses applications médicales.

Une brève description sur cette espèce:

Le mot "biloba" vient à la forme des feuilles, car elles sont bilobées en éventail. Le gynkgo a une taille moyenne, peut atteindre de 20 à 35m. Leur durée de vie est extrêmement importante, puisque certains types sont connus pour atteindre 2'500 ans. Ses feuilles sont portées par des rameaux courts, eux-même portés par des rameaux longs. L'écorce est d'abord lisse puis avec le temps il devient croquelé et fissuré, sa couleur varie du brun au gris. Les feuilles n'ont pas de nervure centrale comme les autres plantes modernes, et peuvent atteindre de 5 à 15 cm de long. La graine est contenue dans un ovule et sa taille mesure de 1 à 2cm, elle peut être consommé après dénoyautage. Quant à l'ovule, il est toxique car il contient de l'acide butanoique, et lorsqu'il commence à se rider en automne il sent la vomissure. Mais avant l'automne l'ovule est lisse et très attirant.

Division des Cycadophyta

Cycadophyte vient du mot grec " Koïx" "kolïkov" qui veut dire "palmier". Les cycadophytes vivent dans les régions tropicales.C'est vrai qu'elles ont une croissance lente, mais cela ne leur empêche pas de mesuré 15m de hauteur.

Les Cycadales (l'ordre des cycadophyta) existant il y a 250 millions d'années n'ont presque pas changé d'aspect. Les feuilles ressemblent souvent à celle des fougères. La tige est verticale, très haute parfois, et ne porte pas de ramification. Au sommet, il y a de très grandes feuilles découpées formant un bouquet, qui donne l'aspect à un palmier. Les cycadales ressemblent beaucoup aux palmiers et aux fougères.

Mais malgré leur apparence, ils ne sont ni des palmiers et ni des fougères. En effet, les cycadales se reproduisent par des graines, contrairement aux fougères qui se reproduisent par des spores. Les palmiers, eux, ils forment leurs graines dans des fruit; tandis que les cycadales sont nues, pas protégées par les parois des fruits, ils sont donc enfermé dans des grands cônes, semblable à ceux des conifères.

Les cycadales sont dioïques ; c'est-à-dire qu'il existe des plantes portant uniquement des cônes mâles et d'autres uniquement des cônes femelles. Les plantes femelles produisent généralement un grand cône qui peut atteindre 2m de haut. Les écailles du cônes portent des ovules. Les plantes mâles produisent un ou plusieurs cônes, qui sont plus petit que les plantes femelles. Les plantes mâles fabriquent du pollen et au moment ou cellui-ci atteint une cône femelle, la fécondation aura lieu. Dans ce cas là, le grain de pollen va germer et les cellules mâles vont féconder les cellules femelles, ensuite l'ovule se modifie en graine.

Division des Gnetophyta

Les gnetophytes vivent dans les régions tropicales d'Amérique.Ils sont des plantes ligneuses. Ils ressemblent très fortement aux Angiospermes en raison de leur reproduction.

La disposition des fleures mâles sont plus ou moins conique,et la disposition des fleures femelles sont chlamydosperme c'est-à-dire qu'elles sont munies d'écailles formant une ébauche d'ovaire.

Le gnetophyte comprend trois genre de plantes vivaces: L'ephedra, le gnetum et le welwitschia.

L'ephedra: se trouve dans des régions arides, un peu partout dans le monde C'est un petit arbuste qui forme des buissons bas dont les feuilles ont l'aspect des écailles. Les fleurs ont une petite taille, de couleur jaune verdâtre. Semblable à ceux des conifères, l'ephedra produit des cônes mâles et femelles. La structure de son bois, montre une organisation évoluée comme celle des angiospermes.

Le gnetum: vient de l'Afrique et de l'Asie. Ses feuilles ressemblent à celle des plantes à fleures. Les cônes qui ressembles à des fleurs et les graines qui ont une apparence à un fruit, peuvent être mangeable.

Le welwitschia: se trouve que dans les déserts du sud-ouest de l'Afrique. le welwitschia a une tige courte mais assez large de 10cm qui affecte à un coussin. La base des feuilles ne cesse de croître,ces feuilles en forme de lanière sont les plus grandes qu'on connaisse. Elles sont coliaces et sans pétiole.

Sources

les gymnospermes:

L'appareil végétatif:

les conifère:

le gynkgophyte:

les cycadophyts et les gnetophytes:

L'appareil de reproduction: campbell p.646-647

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