Ptéridophytes 2BIOS01 11/12

Comment déterminer et caractériser les Ptéridophytes?

Les Ptéridophytes sont un ensemble de plantes qui regroupent les fougères, les Prêles, les Psilotes ainsi que d'autres plantes apparentées. Ils font partie du des plantes vasculaires sans graines qui regroupe les Lycophytes et les Ptéridophytes. Les plantes vasculaires ont commencé à se diversifier lors de la période du Carbonifère(C'est la période, il y a 300millions d'années; pendant cette période beaucoup d’Arthropodes se sont développés et cela grâce à l’abondance de l'oxygène). Ils occupent aujourd'hui la plupart des paysages. En outre,ces plantes ne fournissent généralement pas beaucoup d'indice sur l'évolution des végétation néanmoins,ils ont inventé la racine.

Quel est l'étymologie du mot Ptéridophytes?

Du grec ancien pteron (aile) et du grec ancien phuton (plante végétal) et sont communément appelés les Ptéridophytes.

Quand est-ce que les Vasculaires sans graines ont fait leur apparition?

Les Ptéridophytes sont apparus, il y a environ 420 millions d'années. Ces plantes vont petit à petit remplacer les mousses et en générale, les Bryophytes(les plantes non vasculaires) cependant, les Ptéridophytes vont être rapidement supplantés par les Vasculaires à graines( comme Gymnospermes et Angiospermes).

Quelle est l'importance des Vasculaires sans graines ?

Ces végétations ont diversifié les plantes habitant les milieux humides. Ils ont enrichi ou agrandi les subdivisions des végétaux terrestres. Ils possèdent des sporophytes ramifiés ce qui n'existent pas chez les Bryophytes. Bien que leur tailles soient petites, ils ont une ramification qui leur permettent de développer des corps plus complexes munis de multiples sporanges qui ont facilité la production de spores et améliorer la survie. Les principaux caractères des vasculaires, qui sont la forme dominante des sporophytes, sont les tissues conducteurs (xylène et phloème) et la présence de racines et de feuilles. En somme, les Vasculaires ont en commun de nombreux caractères avec leurs ancêtres toutefois,ils sont responsable de beaucoup d'innovations.

Comment peut-on définir l'appareil végétatif des Ptéridophytes ?

Les fougères possèdent une structure dressée et peuvent atteindre des grandes auteur par rapport aux mousses. Ils possèdent des tissus conducteurs pour apporter l'eau et les minéraux depuis le sol jusqu'en haut de la plante, ce sont le xylène( expliqués plus bas). Ils ont également besoin d'organes qui les fixent dans le sol et pour absorber l'eau et les nutriments des sols. Ces organes sont les racines. De plus c'est une plante feuillée constituée, par une tige souterraine (rhizome) portant un bouquet de grandes feuilles pennatiséquées à son extrémité supérieure, par un pétiole, un rachis (l’axe central) et par des feuilles (pennes) divisées en pinnules. Les feuilles ont une préfloraison circinée (ou en crosse).

Les racines

Elles sont adventives, avec une stèle (ou cylindre central) à deux pôles ligneux à différenciation centripète ainsi que deux pôles libériens. Le rhizome est le cylindre central. Il est composé d’un épiderme, d’un sous-épiderme (en assises de cellules), de parenchymes à réserves amylacées (avec de l’amidon), et de deux cercles concentriques de stèles. Le cercle externe donne les traces foliaires qui donneront les feuilles. Le cercle interne permet la vascularisation propre du rhizome. Chaque stèle a son endoderme à bande de Caspary et son péricycle.

Quelle est l'origine des feuilles ?

Les feuilles est un organe utile à la photosynthèse. Plus elles sont grandes, plus elles permettent aux Vasculaires d'absorber de l’énergie solaire pour la photo synthèse. On peut donc les diviser, selon leur taille et leur complexité, en deux groupes: les microphylles et les mégaphylles. Les microphylles, qui sont de petites feuilles, en forme d'aiguille avec une seule nervure appartiennent aux Lycophytes, qui est la plus ancienne lignée des vasculaires modernes. Les autres vasculaires possèdent des mégaphylles, qui sont plus grandes que les microphylles. Le réseau de nervures présent sur la surface de la feuille donne un rendement de la photosynthèse plus élevé que chez les microphylles. Les microphylles sont apparues il y a 410 millions d'années et les mégaphylles il y a 370 millions d'années, donc presque à la fin du Dévonien.

Les sporanges

Ils sont à la face inférieure des pinnules. Les sporanges se développent en amas (ou sores) constitués par une colonne centrale sur laquelle sont fixés les sporanges protégés par une membrane (c’est l'indusie). Le sporange n’a pour origine qu’une seule cellule superficielle. La division transversale sonne une cellule interne qui va former le pédicelle et une cellule externe qui donne un sporange de type leptosporangié. La tête du sporange est constituée par un archéspore et des cellules pariétales (autour de la première) puis elles se divisent. On obtient deux assises de cellules. L’assise externe donne le tapis qui est composé de cellules nourricières et l’assise interne qui donnera les cellules mères des tétraspores. Les cellules pariétales donnent la paroi du sporange constitué par un arc de cellules à paroi épaissie sur trois côtés, ainsi que des cellules normales qui forment le stromium (zone de moindre résistance qui s’ouvre par temps sec). Le tapis sert de nourriture aux cellules mères des tétraspores. La réduction chromatique, formation des spores. Les cellules mères subissent la réduction chromatique et donne, chacune 64 spores à N chromosomes. Les spores sont entourées d’une membrane épaisse formée de trois couches. Les spores sont libérées par l’ouverture du sporange et germent par temps humide. Ils donneront un gamétophyte ou prothalle.
Le sporophyte devient prépondérant, autonome. Le cycle est haplodiplophasique, digénétique. Il y a zoïdogamie avec un milieu extérieur liquide. L’espèce est isosporée (même taille des spores) et homothallique.

Quelles sont les variations des sporophylles et des spores ?

Une des étapes clés de l'évolution des Végétaux et l'apparition des sporophylles, qui sont des feuilles modifiées portant des sporanges. Il existe de nombreuses variétés de sporophylles. Les sporophylles des fougères, qui se trouve sur la face inférieure de la feuille produisent de grosses quantités de sporanges que l'ont appellent sores. La plupart des plantes vasculaires ne possèdent q'un seul type de sporophylles, on dit qu'elles sont homosporées. Ses sporophylles ne produisent qu'un seul types de spores qui deviendront des gamétophytes bisexués. Les hétérosporées, comme leur nom l'indique produisent deux types de spores. Les mégaspores dans les mégasporophylles donneront des gamétophytes femelles. Et les microspores des microsporophylles deviendront des gamétophytes mâles. Les plantes à graines ainsi que la plupart des Vasculaires sont hétérosporées.

Que sont le xylène et le phloème?

L'appareil végétatif des vasculaires ayant atteint une certaine taille. ont besoin de tissu conducteur pour transporter dans la plantes les minéraux depuis les racines. Ces tissus conducteurs sont le xylène et le phloème.

• Le xylème assure la plus grande partie du transport de l'eau et des minéraux depuis les racines, nécessaires à la photosynthèse. Le xylène comporte des trachéides, ce sont des cellules en forme de tube qui assurent le transport. Les plantes non vasculaires ne possèdent pas de trachéides, voilà pourquoi on appelle les plantes vasculaires des Trachéophytes. Les trachéides sont des cellules mortes alors seuls leurs parois sert à former des conduits microscopiques.
  
• Le phloème est, quant à lui, composé de cellules vivantes conductrices de saccharose qui forment des tubes servant à distribuer les monosaccharides, les acides aminés et autres produits organiques. Ces tissus conducteurs ont donc servis aux vasculaires d'atteindre de plus grandes hauteurs que les Bryophytes.

Comment définir l'appareil reproductif des Ptéridophytes ?

Les fossiles des ancêtres des vasculaires indiquent que les cycles de développement étaient caractérisés par des différences de taille des gamétophytes et des sporophytes, les gamétophytes étant les plus gros. Aujourd'hui,chez les vasculaires actuelles, le sporophyte (diploïde) est la forme la plus volumineuse et la plus complexe. Les fougères présentent un type de reproduction sexuée fort voisin de celui des prêles, jusque dans les détails, bien que les deux groupes semblent avoir évolué séparément depuis plus de 300 millions d'années.On notera cependant que, pour la première fois au cours de l'évolution, l'appareil foliaire peut déployer des surfaces considérables (mégaphylles) grâce à un système de nervuration en nombreux cordons vasculaires anastomosés qui prennent leur origine au niveau du cylindre central de la tige où des fenêtres foliaires sont ménagées comme chez les plantes supérieures. Il s'agit donc d'un caractère évolué.

Pourquoi les sporophytes sont la forme dominante dans le cycle de développement?

Comme nous l'avons vu avant les cycles de développement étaient caractérisés par des différences de taille entre les gamétophytes et les sporophytes, les gamétophytes étant les plus gros entre les deux et que chez les vasculaires d'aujourd'hui, le sporophyte (diploïde) est la forme la plus volumineuse et la plus complexe.Il se trouve en fait que les grandes fougères feuillues que nous connaissons sont des sporophytes alors que pour trouver des gamétophytes de fougères, il faut fouiller dans le sol. Voilà pourquoi les sporophytes sont considérés comme la forme dominante.

Quels sont les embranchements principaux des Ptéridophytes ?

Comme nous avons mentionné très brièvement en haut,les Vasculaires sans graines modernes sont divisées en deux embranchements:Les Lycophytes et les Ptérophytes.Les Lycophytes comprennent les Lycopodes, les Sélaginelles et les Isoètes. Les Ptérophytes rassemblent les Fougères, les Prêles ainsi que les Psilotes et autres plantes apparentées.

Fougères

Les Filicophytes, communément appelées fougères,sont les plantes cryptogames (se dit des plantes qui ne produisent jamais de fleurs, dont les organes de fructification sont cachés,les mieux organisées, celles qui se rapprochent le plus des plantes monocotylédones(Plantes dont la graine n'a qu'un seul -cotylédon-:Feuille primordiale constitutive de l'embryon de certaines plantes, qui sert de réserve nutritive à la plantule). Bien que la plupart des espèces ont disparu cet subdivision de Ptéridophytes comportent 10 000 espèces.
les fougères se développe à partir d'un embryon; en effet, la plante adulte donne naissance à un corps lamelliforme ou prothalle sur le quel l’œuf se forme et petit à petit ce dernier crée des spores qui se situent derrière la frondes. Comme les plantes à fleur,leur appareil végétatif comporte(tige, feuilles et racines). On rencontre partout des fougères,de l’Équateur à la Laponie, mais dans les proportions très diverse suivant les latitudes. La grande majorité appartient au régions tropicales et surtout dans les contrés chaudes et humides du globe. Les fougères sont répertoriés et classés très diversement selon les scientifique mais nous pouvons dire que il y a Hydroptéridées (fougères aquatiques) Eusporangiées et Teptosporangiées(fougères proprement dites). Les frondes des fougères sont très divers de taille et de forme.Elles peuvent être sessiles ou pétiolées, simples, entières, palmées,décomposées. Elles restent enroulées jusqu'au terme de leur développement car si le bout de la fronde est coupée la feuille cesse de grandir.

Prêles

les prêles sont une division ou sous division des végétaux vasculaires, paraphylétique(Qualifie une lignée ne regroupant qu'une partie seulement des descendants d'un ancêtre commun). Les prêles sont des plantes herbacées vivaces, rhizomateuses(Tige souterraine ordinairement horizontale, qui s'allonge en poussant soit des rameaux, soit des feuilles à l'une de ses extrémités, tandis qu'elle se détruit par l'autre), qui ont une tige nettement articulée, des micropylles(Se dit d'une plante qui a de petites feuilles)écailleuses en verticille au niveau des nœuds.C'est aussi sur ces nœuds que viennent s'insérer les rameaux des espèces ramifiées.Les tiges sont cannelées et présentent un épiderme siliceux. L'anatomie des tiges est complexe et montre un cordon de canaux carinaux entourant l'espace interne du chaume. De nos jours les prêles ont diminués à cause des plantes avec les graines.

Psilotes

les Psilotes font parti des Ptéridophyte qui sont très méconnu car il n'y pas beaucoup d'informations sur eux ou peut-être que les beaucoup de recherche ne sont pas éffectués la dessous. Toutefois, comme chez les fossiles des Vasculaires primitives, les sporophylles des Psilotes possèdent des tiges dicotomiques, mais pas de racines. Les Psilotes font parti des Ptéridophytes sur lesquels les scientifiques.