Ptéridophytes 2BIOS03 11/12

Quelle est l'origine des plantes vasculaires?

Les ptéridophytes, ou fougères, sont un embranchement du règne des végétaux. Les plantes de cet embranchement sont des végétaux terrestres vasculaires : ils disposent d’un système de conduction de la sève. Les premières vasculaires sans graines étaient des Ptéridophytes. L'ancêtre de celles-ci était les Bryophytes qui se sont très bien adaptées à divers milieux terrestres et comme les pantes vasculaires, avaient besoin d'eau pour leur reproduction sexuée.

L'évolution entre ces deux embranchement de plantes terrestres est l'apparition de tiges, de rhizomes souterrains pourvus de racines et de feuilles. A cela s'ajoute les tissus conducteurs et les sporophytes dominants.

Les plantes vasculaires modernes comprennent trois groupes: les Ptéridophytes qui sont dépourvus de graines, les Gymnospermes qui sont pourvus de graines et les Angiospermes qui sont pourvus de graines et de fleurs. Cependant les Ptéridophytes commencèrent à évoluer pour céder la place à des plantes mieux adaptés à la vie terrestre : les spermaphytes, c'est-à-dire les Gymnospermes et les Angiospermes, qui augmentent la protection du gamétophyte femelle.

Que sont les Ptéridophytes?

Ce sont des plantes vasculaires qui ne produisent pas de graines contrairement aux Gymnospermes et aux Angiospermes. Le groupe des Vasculaires sans graines, qui sont des plantes aspermes, comprend l'embranchement des lycophytes (lycopodes) et des ptérophytes (Fougères, Prêles et Psilotes) car ces deux embranchements ont probablement des ancêtres vasculaires différents. Elles n'ont donc ni de fleurs et ni de fruits.
Les Ptéridophytes constituent la première grande civilisation végétale terrestre. Ces végétaux seraient apparus il y a 400 millions d'années au Dévonien, peut-être à partir de certaines plantes terrestres primitives qui, au contraire des bryophytes, auraient privilégié la génération diploïde sur la génération haploïde. Ces plantes commencèrent à s'éteindre pour céder la place à des végétaux mieux adaptés à la vie terrestre : les spermaphytes, c'est-à-dire les gymnospermes et les angiospermes, qui augmente la protection du gamétophyte femelle. Les ptéridophytes sont bien adaptées à la vie terrestre, cependant la fécondation nécessite encore la présence de l'eau puisque les gamètes mâles sont nageurs.

• Voir Annexe Ptéridophytes 1

Que sont les Lycophytes?

Les lycophytes appartiennent à l'embranchement des Vasculaires aspermes. Cet embranchement contient un groupe qui se nomme les lycopodes. Cet embranchement est le plus proches des bryophytes non vasculaires aussi. Les lycophytes ont évolué das les marais de Carbonifère pendant des millions d'années et se sont des plantes tropicales épiphytes, c'est-à-dire des plantes qui n'ont pas de parasites en utilisant un autre organisme comme substrat par exemple les arbres. Cependant, les lycophytes géantes ont disparu quand le climat s'est refroidi et asséché, à la fin de la période. Mais les plus petits ont survécu et on en trouve un millier d'espèces aujourd'hui.

• Voir Annexe Ptéridophytes 2

Que sont les ptérophytes?

Les ptérophytes appartiennent aussi à l'embranchement des Vasculaires sans graines . Cet embranchement contient trois grands groupes : les Fougères, les Prêles et les Psilutum. Ces plantes sont très primitives, dépourvues de feuilles dans certain cas, ne possédant que des microphylles, et dépourvues de racines.

Quelle est la différence entre les psilotes, les prêles et les fougères?

Les psilotes possèdent des tiges dichotomiques, c'est-à-dire que la tige se ramifie en bifurcation successive, mais n'ont pas de racines. C'est aussi le cas pour les fossiles Vasculaires primitives. Cette tige a des excroissances semblables à des écailles et dépourvues de tissu conducteur, qui sont peut-être devenues des feuilles très réduites. Chacun des boutons jaunes portés par les tiges est formé de trois sporanges fusionnés.

Les prêles, aussi appelées Arthrophytes, c'est à dire plantes à articulations, parce que leurs tiges présentent des articulations. La tige demeure le principal organe de la photosnthèse, cependant des anneaux de petites feuilles forment des verticilles qui sortent de chaque articulation. Dans une autre espèce, la tige est fertile (qui porte des cônes) non photosynthétiques. Les prêles ont de grands canaux aérifères qui sert à transporter le dioxygène jusqu'au racine, qui grandissent souvent dans les sols remplis d'eau.

Les fougères, contrairement à la plupart des autres Vasculaires sans graines, sont dotés de feuilles de grandes tailles: les mégaphylles. Habituellement, les sporophytes ont des tyges horizontales. De cette tyge émerge de grandes feuilles appelées frondes, souvent divisées en folioles. Son bout est enroulé, puis, par la suite, se déroule à mesure que la fronde croît.

Ces trois genre de ptérophytes différent ont tous un point commun entre eux: Dans la plus part des cas, ils sont homosporés. Ils produisent donc des spores engendrant des gamétophytes bisexués. Pour les psilotes, les gamétophytes poussent sous terre et mesure à peu près qu'un centimètre de long. Pour les prêles, toutes les espèces sont homosporés et les gamétophytes sont soit bisexués ou mâles. Et pour les fougères, presque toutes les espèces sont homosporés. Leurs gamétophytes se flétrissent et meurent après que les jeune sporophyte s'en est détaché. Certaines espèces produisent plus d'un billion de spores au cours de leur vie.

• Voir Annexe Ptéridophytes 3

Comment se caractérise l'appareil végétatif chez des plantes Vasculaires?

Les toutes premières plantes vasculaires ne mesuraient que quelques centimètres de haut et ne possédaient pas de racines et ni de feuilles. Elles avaient un seul type de spores et les sporanges se formaient à la pointe des branches.

Les plantes vasculaires modernes ont réussit à coloniser la terre grâce à un développement de système efficace, les tissus conducteurs : cela permettait a la conduction d'eau et évidement des aliments. Elles possèdent donc deux types de tissus : le xylème et le phloème.

Le xylème fait monter l'eau et les minéraux dissout à partir des racines.

Tandis que le phloème transporte le saccharose et les signaux hormonaux dans toute la plante.

Les plantes sans graines ne possèdent pas que des tissus conducteurs mais aussi une morphologie très appropriés: des tiges, des racines, des feuilles, des cuticules et des stomates.

La tige est un organe vasculaire de la plante qui consiste en une alternance de nœuds et d’entrenœuds, puis qui supporte les feuilles et les organes reproducteurs.

Les racines sont des organes qui fixent solidement les plantes et leur permettent d'absorber l'eau et les nutriments provenant du sol. Grâce au racines, las vasculaires peuvent atteindre des hauteurs très impressionnante.

Les feuilles sont des principaux organes qui permettent d'absorber l'énergie solaire pour la photosynthèse. Selon leur tailles, leur formes et leur complexité, il y a deux groupes qui se forme pour leur si grandes diversité : les microphylles et les mégaphylles. Les Lycophytes (la plus ancienne lignée des Vasculaire modernes) sont dotés de microphylles, des feuilles petites, généralement en forme d'aiguille et avec une seule nervure. Tandis que toutes les autres plantes Vasculaires ont des mégaphylles, soit des feuilles plus grandes et d'un réseau de nervures sur la surface plus étendue que chez les microphylles, ce qui permet par ailleurs que chez les mégaphylles le rendement de la photosynthèse soit plus élevée.

Les cuticules chez les végétaux, sont une couche de substance cireuse qui se trouve à la surface des feuilles et des tiges: Elles permettent l’adaptation à la vie terrestre qui rend possible aux plantes d'éviter le dessèchement.

Les stomates sont des complexe pluricellulaire épidermique qui est constitué d'un pore et qui est entouré de cellules stomatiques dans l'épiderme des feuilles et des tiges. Ils accordent le droit aux échanges gazeux entre l'air ambiant et l’intérieure des feuilles.

• mettre annexe

Comment se déroule l'alternance de génération?

L'alternance de génération chez les plantes se déroulent de la manière suivante. Deux formes multicellulaires se succèdent en s'engendrant tour à tour au cours du cycle de dévoloppement de tous les végétaux terrestres. Un sporophyte multicellulaire, telle qu'une fougère par exemple, produit des spores par méiose. Les points situé sous les frondes reproductives d'une feuille de fougère sont des sores. Ceux-ci sont des amas de sporanges. Les sporanges vont ensuite libérés des spores. La méiose se passe lorsqu'une cellule mère diploïde (à 2n chromosomes) donne naissance par deux divisions successives (divisions méiotiques)à quatre cellules filles haploïdes (à n chromosomes). Une fois les spores posées, elles vont, par mitose, c'est à dire que les cellules haploïdes se dédoublent, former des gamétophytes multicellulaires. Ces gamétophytes s'autosuffisent car ils sont photosynthétique. Chaque gamétophytes est doté à la fois des organes sexuels mâle et des organes sexuels femmelles: les oosphères et les spermatozoïdes. Ensuite, de nouveau par mitose, les gamétophytes, d'où leur nom, libéreront des gamètes mâles et femelles pour que par la suite, la fécondation se fasse. Les gamètes ne peuvent donc pas, contrairement au zygote, engendrer individuellent des organismes multicellulaires. Après fecondation, un zygote est créé. Il est diploïde étant donné qu'un de leurs ensembles de chromosomes provient de l'oosphère et l'autre, du spermatozoïde. Pour finir la mitose du zygote produit un sporophyte multicellulaire. L'alternance des génération forme donc un cycle: les sporophytes produisent des spores; les spores engendrent des gamétophytes; les gamétophytes donnent naissance à des gamètes; les gamètes fusionnent et forment un zygote ; le zygote donne un sporophyte.

• Voir Annexe Ptéridophytes 4

Lexique

• Qu'est-ce qu'un gamétophyte?

Le gamétophyte est une portion du cycle de la vie d’un végétal pendant laquelle il est constitué par des cellules haploïdes. Cette phase commence par la méiose et s’achève à la production des gamètes c'est-à-dire qu'il produit par mitose des gamètes haploïdes qui fusionnent pour donner des sporophytes. Ces gamètes sont des oosphères et des spermatozoïdes. La fusion de ces gamètes forment donc un zigote.

• Qu'est-ce qu'un sporophyte?

Le sporophyte est une forme diploïde multicellulaire chez les organismes qui connaissent l'alternance de générations, donc des végétaux, mais est prédominante chez les ptéridophytes. Il possède des racines nécessaires à l'absorption de l'eau et des sels minéraux dans le sol. Il résulte de la fusion des gamètes et produit par méiose des spores haploïde qui vont donner des gamétophytes.

• Qu'est-ce qu'un sporange?

Un sporange est un organe multicellulaire des Eumycètes qui sont les champignons et des sporophytes des végétaux à l'intérieur duquel se produit la méiose et dans lequel se forment les spores haploïdes.

• Que sont des spores?

Ce sont des cellules reproductrice haploïde, généralement uniques et qui sont capable de se développer en adulte sans s'unir avec une autre cellule. C'est donc une reproduction asexuée se forme dans un sporange.

• Qu'est-ce qu'une sore?

Une sore est un groupe de sporanges qui se trouve généralement sur le dessous des feuilles de fougère. Elle est bien délimité vis-à-vis des autres végétaux.

• Voir Annexe Ptéridophytes 5

• Qu'est-ce un zygote?

Un zygote est une cellule à 2n, c'est-à-dire qu'il possède deux chromosomes provenant de l’union d’un gamète mâle et d’un gamète femelle par la fécondation.

• Que veut dire haploïde et diploïde?

Haploïde est une cellule ou un organisme qui ne possède qu'un nombre impair de chromosomes donc un seul lot (n). C’est l’état habituel des tissus reproducteurs.

Diploïde est une cellule biologique est diploïde lorsque les chromosomes qu’elle contient sont présents par paires (2n chromosomes). Il faut savoir que toutes les cellules humaines ont des cellules diploïde sauf les cellules reproductives donc sexuelles.

Quel est l’habitat des Vasculaires?

La plupart des Ptéridophytes sont des plantes qui vivent dans les sols riches en humus (matière organique du sol formée par la décomposition de plantes et de substances végétales) ; certaines sont calcicoles, d'autres silicicoles. Quelques espèces sont aquatiques, nageant librement (Azolla, Salvinia), tandis que d'autres sont plutôt amphibies (Isoetes, Marsilea). Les espèces de Ptéridophytes qui sont réellement répandu dans toutes les régions du monde, sont rares (la plus répandue est la Fougère aigle). La répartition des Fougères dans le monde correspond, à celle des forêts. Les régions tropicales et subtropicales sont les plus riches.

Calcicole est un adjectif qui qualifie les espèces ou les végétations qui se rencontrent exclusivement sur les sols riches en calcium, c'est-à-dire qui se plait en terrain calcaire.

Silicicole est un adjectif qui désigne les espèces qui poussent sur des sols silicieux; synonyme de calcifuge, c'est à dire détestant les milieux calcaires.

Références

• http://www.creaweb.fr/perso/bv/pterido2.html
• http://www.afd-ld.org/~fdp_bio/lexique.php?page=lexique_liste&skin=home#e

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