Ptéridophytes 2BIOS03 09/10

Qu'est-ce qu'une ptéridophyte?

Les ptéridophytes sont un groupe de plantes pluricellulaires; c'est à dire formées de plusieurs cellules et pratiquant la photosynthèse. Elles font parties des premières plantes à être dotées de tissus conducteurs développés (plantes vasculaires), de tiges spécialisées selon leur fonction (photosynthèse, reproduction,...), de feuilles, de racines, etc. Dans le groupe des ptéridophytes nous pouvons trouver des plantes tel que les lycopodes, les fougères, les prêles ainsi que les sélaginelles qui sont toutes des plantes asperme (qui ne produisent pas de graines).

Quelles sont leurs origines d'un point de vue temporel (dans l'histoire)?

Les ptéridophytes sont apparues il y a environ 400 millions d'années à la période du Dévonien et ont connu leur apogée au Carbonifère, il y a 300 millions d'années. Elles sont issues de certaines plantes primitives qui, au contraire des bryophytes, auraient privilégié la génération diploïde. Elles commencèrent à s'éteindre au Permien il y a 200 millions d'années pour céder la place à des végétaux mieux adaptés à la vie terrestre: les spermaphytes ou plantes à graines. Elles constituent le premier grand regroupement de végétaux terrestres.

• Voir annexe 3 Ptéridophytes

Dans quels environnements en trouve-t-on?

De manière général, les ptéridophytes préfèrent les milieux atmosphériques humides, raison pour laquelle on en trouve en altitude. Cependant il existe aussi certaines espèces vivant dans l'eau, dites donc aquatiques, voire même certaines qui peuvent résister à la sécheresse et à l'exposition direct de lumière du soleil, (en se recroquevillant sur elles-mêmes) ces dernières vivent sous les tropiques. Par conséquent nous pouvons trouver la plupart des fougères au bord des cours d'eau, dans les régions boisées et les zones montagneuses (climat humide et doux).

Quels sont leurs sous-embranchements?

De nos jours, le ptéridophytes sont réparties en quatre sous-embranchements différents:

• Les Psilophytes qui en tout comptent une famille, deux genres ainsi que huit espèces.
• Les Lycophytes dans lesquels ont y trouvent trois familles, environ six à quinze genres, et à peu près 1'000 espèces.
• Les Sphénophytes qui regroupent une famille, un seul genre, et quinze espèces
• Les Ptérophytes parmi lesquels l'on dénombre 31 familles, près de 355 genres, et environ 10'000 espèces.

Comment se nourrissent-elles?

Etant donné que les ptéridophytes font partie du règne des plantes, ces dernières se développent et se nourrissent à l'aide de la photosynthèse. Ce type d'organismes sont dits autotrophes, car ils fabriquent eux-mêmes leur propre nourriture, grâce à la chloroplaste dont sont dotées leurs cellules photosynthétiques.

Qu'est-ce que la photosynthèse?

La photosynthèse consiste en la fabrication de sucres à l'aide de dioxyde de carbone (CO2) contenu dans l'air, de lumière (photons) provenant du soleil en très majeure partie, ainsi que de l'eau (H2O) et des sels minéraux qu'elle contient comme le calcium (Ca), le phosphore (P), l'azote (N2) et le potassium (K), qui sont les principaux d'entre eux. Après quoi ils libèrent du dioxygène dans l'air (O2), conséquence très importante de ce procéder pour l'environnement et le reste des organismes, comme l'être humain qui en est composé de plus de 60%. Notez donc que ces éléments nutritifs sont généraux et indispensables à la bonne croissance d'une plante.

Comment est-ce que tout cela fonctionne?

Tout cela se déroule dans la chloroplaste des cellules situées sur les différentes feuilles. Ces cellules sont pourvues de thylacoïdes, sortes de structures membranaires, qui sont les chlorophylles. Durant la photosynthèse la plante va donc plus ou moins respirer. Ce procédé se déroule en deux phases: la phase claire et la phase sombre. Phase claire car l'énergie lumineuse est requise, puis sombre car cette dernière n'est pas sollicitée.

De manière générale la photosynthèse peut se traduire par l'équation suivante:

6CO2 + 12H2O + lumière → C6H12O6 + 6O2 + 6H2O

Cependant le procédé de la photosynthèse (comme expliqué ci-dessus) se déroule en réalité en deux phases distinctes:

• La phase claire:

12H2O + lumière → 6O2 + énergie chimique (24 Hydrogènes)

• La phase sombre:

6CO2 + énergie chimique (24 Hydrogènes) → C6H12O6 + 6H2O

Notez cependant que la photosynthèse en réalité est beaucoup plus complexe que ce qui a été expliqué. Vous trouverez des informations détaillées de cette dernière à travers ce lien: [1]

Cette explication animée vous aidera à mieux comprendre le déroulement du procédé:[2]

• Voir également annexe 4 ptéridophytes

Quelles sont leurs caractéristiques morphologiques?

Les ptéridophytes ont pour la plus part des feuilles; appelées des frondes avec à leurs face inférieur des sporanges, c'est à dire des organes producteurs de spore.

• A refaire, à rendre plus riche

Chez les fougères?

Les fougères sont en général munies de tiges horizontales, d'où croissent de grandes feuilles que l'on appelle frondes. A mesure que cette dernier croît, son bout enroulé, qui s'appelle la crosse, se déroule petit à petit jusqu'à être complètement épanoui.

• Voir annexe 6

Chez les sélaginelles?

• A faire

Chez les lycopodes?

• A faire

Chez les prêles?

Les prêles poussent sur des terrains humides et ont une structure différente des autres types de ptéridophytes connues car formée de plusieurs parties cylindriques, elle est sont dépourvues de grosses feuilles.Au sommet de cette tige nue se trouve un épi sporangifère en forme de massue ou d'épi de maïs où se trouve des sporophyles(hexagonales) avec dans chacun un sporangiophore remplie d'une dizaine de sporanges.

• Voir:[3]
• Voir également annexe 7 Ptéridophytes

Chez les psilotales?

Les psilotales ne sont constitués que de rares plantes tropicales appartenant à deux genres dont les Psilothums. Ces derniers sont caractérisés par l'absence de feuilles aux tiges, ainsi que de racines.

• Voir:[4]
• Voir annexe 8 Ptéridophytes

De quelle manière poussent les fougères?

Lors de la croissance d'une fougère, les extrémités des feuilles sont enroulées: elles forment ce que l'on appelle une crosse. Cette dernière sert à protéger les feuilles durant toute leur croissance, contre les agressions extérieures: elle ne s'ouvrira qu'à la dernière phase de croissance de la fougère. La fougère pousse par ses extrémités, cela implique donc que si l'on en coupe une, elle s'arrêtera aussitôt de pousser à l'endroit où on l'a coupée. Notez que le plupart des végétaux poussent par les racines.

Quel est leur méthode de reproduction?

La plupart des plantes de type ptéridophytes sont homosporées, c'est-à-dire qu'elles ne produisent qu'un seul type de spores. Les sores situées dans la face intérieure de la feuille, sont un regroupement (amas) de sporanges. Quant aux autres plantes faisant partie des ptéridophytes comme les prêles ou encore d'autres démunies de feuilles, les sores sont regroupées au bout de sortes d'épis à l'extrémité des tiges. Une fois les sporophytes matures, les sporanges libèrent des spores qui finiront par devenir des gamétophytes (si les conditions sont favorables), qui elles-mêmes donneront naissance à de nouvelles fougères. A noter également qu'une fois les spores libérées ces dernières sont légérement déportées par le vent (s'il y en a) et qu'elles se retrouvent posées à même le sol. Par conséquent ces dernières sont assez vulnérables, car elles sont ouvertes à tous types d'agressions extérieures. Le spore, une fois déposé, devient un gamétophyte qui se suffit à lui-même grâce à l'énergie lumineuse (photosynthèse) et à l'eau. Les gamétophytes sont bisexués, ils possèdent donc les caractéristiques mâles et femelles en même temps: l'anthéridie et l'arhégone. Ces derniers n'arrivent pas au même moment à maturité, pour éviter le plus possible l'autofécondation et favoriser la reproduction croisée. Certaines espèces de fougères produisent plus d'un billion de spores au cours de leur vie.

• Voir annexe 2 ptéridophytes

Qu'est-ce qu'un gamétophyte?

Un gamétophyte est un organisme photosynthétique, issu de la germination d'un spore (aussi appelé prothalle) sur lequel vont pousser deux sortes d'organes reproducteurs: l'anthéridie et l'archégone. Ce dernier se trouve être très petit (2 à 4 centimètres environ) et ne peut être observé que durant une période très courte (quelques jours seulement).

• Voir annexe 5 ptéridophytes

Une anthéridie, qu'est-ce donc?

Une anthéridie est un petit organe où se forment les anthérozoïdes, qui sont les cellules reproductrices mâles, également appelées gamètes mâles. C'est en sorte l'organe qui va produire les spermatozoïdes du gamétophyte.

Un archégone, qu'est-ce donc?

Un archégone est un petit organe femelle ,en forme de bouteille, contenant l'oosphère. L'oosphère est la cellule reproductrice femelle, aussi appelée gamète femelle. L'archégone est en sorte l'organe qui va contenir les ovules du gamétophyte.

Qu'est-ce qu'une spore?

Une spore est un élément unicellulaire produit et disséminé par les végétaux et dont la germination donnera naissance un gamétophyte. Ces mêmes spores, sont libérées par les sporanges situés sur la face inférieur de la feuille. De plus chaque cellule de chaque spore est haploïde, c'est-à-dire qu'elles ne contiennent les deux jeux de chromosomes.

L'autofécondation: quels sont ses mauvais points?

L'autofécondation est mauvaise pour tout type de plantes, surtout bisexuées comme les fougères, chez qui elle a lieu plus facilement. Cette dernière provoque un appauvrissement génétique, et fait qu'il n'y ait aucun croisement entre les gamétophytes durant la reproduction (chez les fougères). Ceci peut également amener des problèmes comme une durée de vie plus courte, une moins bonne reproduction, des problèmes de croissance. etc. Prenez pour exemple deux êtres humains de liens consanguins qui fassent en sorte d'avoir des enfants ensembles; leurs enfants auront de grandes probabilités de naître mal formés, comme cous pouvez l'imaginez.

Lexique

• Vocabulaire sous 2

• Dévonien: Système de l'ère paléozoïque, d'une durée de 50 millions d'années. Il est caractérisé par l'extension des terres émergées, ce qui entraîne le développement des vertébrés terrestres.

• Carbonifère: Système du paléozoïque supérieur, d'une durée de 65 millions d'années. Il est caractérisé par la richesse en végétaux des sédiments continentaux qui ont donné la houille (combustible minéral fossile solide, provenant de végétaux).

• Diploïde: Une cellule est dite diploïde, lorsque que ces dernières sont composé de chromosomes qui peuvent être associés par paires. Dans l'oeuf ou l'ovule fécondé, l'état diploïde est le résultat de la réunion de deux lots de chromosomes; l'un paternel et l'autre maternel. Est le contraire d'haploïde.

• Permien: Système de l'ère paléozoïque, d'une durée approximative de 40 millions d'années.

• Vocabulaire sous 5

• Photon: Quanton spécifique de la lumière, véhicule des interactions électromagnétiques.

• Thylacoïdes: Membrane des bactéries assurant la photosynthèse.

• Vocabulaire sous 6

• Bisexué: Qui présente à la fois des caractères masculins et féminins (hermaphrodite).

• Homosporé:Ce dit des espèces végétales ne formant qu'une seule sorte de spores.

• Vocabulaire sous 8

• Chromosome: Structure en forme de bâtonnet du noyau cellulaire, constituant le support physique de l'hérédité.

• Définitions tirées du Larousse en ligne: [5]

Références

• Campbell

• Chapitre 29 p.627
• Chapitre 29 p.633
• Chapitre 29 p.636
• Chapitre 29 p.637

• Sites internet

• Photosynthèse wikipédia: [6]
• Explication imagée de la photosynthèse: [7]
• Les prêles wikipédia: [8]
• Les psilotales wikipédia: [9]
• Dictionnaire Larousse: [10]

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