Bryophytes 2BIOS03 09/10

Que sont les Bryophytes?

Le terme Bryophyte vient du Grec bryon, "Mousse" et de phyton, "plante". Les bryophytes sont donc l'ensemble des végétaux terrestres non vasculaires, c'est à dire sans tissus conducteurs. Elles se divisent en trois embranchements:

• Les Hépatophytes
• Les Anthocérophytes
• Les Muscinées

Les bryophytes sont des végétaux terrestres de petite taille ayant une structure très mince, sans lignine. Elles forment donc des tapis car elles ne pourraient supporter une plante de grande taille. Leur petite taille vient du fait qu'elle n'ont pas de véritable système vasculaire pour transporter l'eau et les nutriments à travers leur organisme. Elles sont dépourvues de tissus conducteurs et ne peuvent donc pas distribuer l'eau et les composés organiques à l'intérieur de tissus épais. C'est la minceur de leurs tissus qui permet la distribution des matières en l'absence de tissus conducteurs spécialisés, bien que quelques espèces du genre Polytrichum possèdent des tissus spécialisés au centre de leur tiges et peuvent parfois atteindre jusqu'à deux mètres. Parmi ces trois embranchements, nous allons nous concentrer essentiellement sur les mousses, le groupe de Bryophytes le plus répendu.

• voir Annexe Bryophytes 1, 2, 3 et 4

D'où proviennent les Bryophytes?

Les Bryophytes sont les premières plantes à avoir colonisé la terre, il y a quatre cent cinquante million d'années! Ce sont de petites plantes qui forment des tapis. Le groupe de bryophytes le plus connue et le plus répendu étant évidemment les mousses. Ce sont les premiers végétaux à être passés de l'eau à l'air libre. Les Bryophytes vivent maintenant à l'air libre mais de préférence dans des zones humides, car elles ont toujours besoin d'eau, pour leur reproduction, n'ayant pas complètement réussi à se détacher de leurs ancêtres, les algues. Film_Mousses_Fougères_2BIOS03_09/10

Qu'est-ce-qui différencie ces trois embranchements?

Le nom des Hépatophytes(du grec hépatos, "Foie") est du à la forme de foie des gamétophytes de Marchianta. Au Moyen-Age, on pensait que leur forme était une représentation de leurs vertus thérapeuthiques pour les maladies du foie. Les Anthocérophytes doivent leur nom à leurs sporophytes en forme de corne, qui ressemblent à de petits brins d'herbe. Leurs sporophytes atteignent 5cm en général et leurs gamétophytes poussent surtout à l'horizontale et portent plusieurs sporophytes. Les muscinées, quant à elles, ont des gamétophytes, qui, contrairement à ceux des Hépatophytes et des Anthocérophytes, poussent plutôt à la verticale. Leur hauteur va de moins de 1mm à plus de 50cm, mais la majorité des espèces atteignent environ 15cm. Les gamétophytes forment la majorité du tapis formé pas les mousses. Leurs sporophytes sont en général allongés et visibles à l'oeil nu et leur hauteur peut atteindre 20cm.

Comment reconnaître les différentes espèces de bryophytes?

Les Bryophytes étant les premiers végétaux à avoir colonisés la Terre(Il y a quatre cent cinquante millions d'années!), elles ont eu le temps d'acquérir une grande diversité. Elles divergent tant par la forme, que par la couleur, la taille, leur structure, leur odeur et même leur goût! Bien qu'il soit possibles d'en reconnaître certaines à l'oeil nu, les identifications des espèces nécessite une observation à la loupe ou au microscope. À défaut de pouvoir reconnaître l'espèce, on peut au moins savoir à quel embranchement elles appartiennent. Le caractère morphologique distinguant les Muscinées des Hépatiques et des Anthocérotes est le sporophyte. En règle générale, il est possible de savoir à quel groupe l'inconnue appartient grâce à quelques critères simples.

• Anthocérotes: Possèdent une thalle et leurs sporophytes ressemblent à des cornes.
• Hépatiques (à thalle): Possèdent une thalle mais leurs sporophytes ne ressemblent pas à des cornes
• Muscinées: Abscence de thalle mais présence d'une tige feuillée(feuilles disposées en spirale autour de la tige et ayant des nervures).
• Hépatiques(à feuilles): Abscence de thalle mais présence d'une tige feuillée(feuilles disposées de façon organisée sur la tige et ne possédant pas de nervures).

Ces critères sont uniquement valables que pour la grande majorité des espèces Suisses.

Dans quels milieux vivent les Bryophytes?

Les Bryophytes vivent de préférence à la surface d'un sol humide, ou tout du moins qui le reste une partie de l'année car elles sont dépendantes de l'eau, autant pour pour ses nutriments que pour leur reproduction. En effet, les spermatozoïdes des gamétophytes mâles ayant besoin d'eau pour nager jusqu'à l'archégone(le gamétophyte femelle) et le féconde. Il faut cependant noter que de nombreux bryophytes sont capables de résister à la sécheresse en diminuant leurs fonctions vitales. Elles adoptent alors une forme brûnatre et rabougrie jusqu'à la prochaine vague d'humidité. Au premier contact de l'eau, elles se regonflent et reprennent leurs couleurs. Ce phénomène a même été observé sur certains spécimens restés pendant trente ans dans des herbiers!

Quel est le groupe dominant des Bryophytes?

Avec plus de 15'000 espèces dans le monde(832 en Suisse), les Muscinées forment le plus grand groupe des Bryophytes. Elles sont suivies des Hépatiques qui comptent environ 5000 espèces(259 présentes en Suisse). Le plus petit groupe des Bryophytes est donc celui des Anthocérotes qui est formé d'une centaine d'espèces(seulement 3 en Suisse).

Qu'est-ce que l'alternance des générations?

L'alternance des générations est un mode de reproduction où la forme haploïde et diploïde sont toutes deux multicellulaires. Ces deux formes sont le gamétophyte et le sporophyte. Le gamétophyte possède des cellules dites haploïdes, c'est à dire qu'elles possèdent un seul ensemble de chromosomes. Il produit des gamètes haploïdes: les oosphères et les spermatozoïdes. Leur fusion donnera un zygote diploïde. La mitose du zygote produira produit un sporophyte multicellulaire, qui libérera des spores, quand il sera mature. Par conséquent. Ses spores seront diploïdes, il possèdera une part de chromosomes venant du spermatozoïde, et l'autre de l'oosphère. Les spores pourront donner naissance à d'autres individus sans fusionner avec une autre cellule, contrairement aux gamètes qui doivent s'unir afin de former un zygote. L'alternance des générations constitue donc un cycle: Les sporophytes produisent des spores qui engendreront des gamétophytes. Ces mêmes gamétophytes donneront naissance à des gamètes, qui fusionneront afin de donner un zygote, qui créera un sporophyte. Voir annexe bryophytes 5 et 6.

Comment se reproduisent les Bryophytes?

Pour comprendre la reproduction des Bryophytes,

• voir Annexe Bryophytes 7

Comme nous pouvons le voir au point 1, un protonéma filmateux est formé à partir de spores haploïdes, il produira ensuite des "bourgeons" comme le montre le point 2. Ils deviendront ensuite des gamétophytes mâles ou femelles, comme l'illustre le point 3. Les spérmatozoïdes mâles sont contenus dans les anthéridies, tandis que l'oosphère se trouve dans les gamétophytes femelles, les archégones. Les spermatozoïdes nagent dans de l'eau jusqu'à l'archégone, afin de féconder l'oosphère, comme vu au point 4. Quand celle-ci est fécondée, elle devient un zygote diploïde, puis un embryon de sporophyte(point 5). Ensuite, le sporophyte se développe en se nourrissant des nutriments que lui donne le gamétophyte femelle et crée finalement une longue tige, nommée pédicelle, qui émerge de l'archégone(points 6 et 7). Ce sporophyte crée un sporange qui créera des spores haploïdes, qui seront disséminées quand les sporophytes seront matures. Durant la dissémination, des petites dents formées de lignine régulent la dispersion des spores(point 8). Les spores tombent ensuite par-terre et si les conditions le permettent, elles bourgeonneront et le cycle recommencera. Les Bryophytes sont une exception et sont les seuls végétaux dont la phase haploïde est prédominante.

Contrairement aux humains, les Bryophytes ont la capacité de se reproduire végétativement, c'est à dire sans avoir recours ni aux spermatozoïdes, ni aux ovules. La plupart des mousses parviennent en effet à reformer un individu avec un fragment de feuille, par clonage en quelque sorte. Une simple feuille de mousse dans un endroit humide peut donner naissance assez rapidement à un protonéma, puis à des rhizoïdes et des bourgeons qui se développeront et formeront une nouvelle plante. Mis à part cette technique, certaines Bryophytes peuvent également se reproduire végétativement grâce à des structures particulières: les propagules. Dicranum viride est une espèce de mousse protégée dans un bon nombre de pays Européens. À Genève, elle n'est principalement présente que dans la région du bois des Douves, à Versoix. Cette mousse possède des feuilles cassantes et lorsque l'on touche un de ses coussins, un nuage de fragments de feuilles s'envole. Il sera ensuite dispersé par le vent ou accroché au ventre d'une limace, et donnera naissance à une autre mousse, génétiquement identique. Chez les Hépatiques, certaines structures sont encore plus impressionnantes. Ce sont les corbeilles à propagules. Une goutte d'eau tombée dans la corbeille d'une Marchantia polymorpha peut éjecter ces propagules à plus de 15cm! Les Bryophytes peuvent donc se reproduire de manière sexuée et assexuée. Bien sûr, la méthode de reproduction la plus courante est sexuée. (Une propagule est un organe de dissémination et de reproduction assexuée d'un être vivant animal, végétal, bactérien ou fongique.)

Qu'est ce que les spores et quelle est leur utilité?

Les spores sont des cellules haploïdes chez les organismes qui connaissent l'alternance des générations. Elles sont produites par méiose et forment le gamétophyte par mitose, sans fusionner avec une autre cellule. Les spores servent également à la dissémination de l'espèce: après s'être envolés, les spores se déposent sur le sol et si les conditions sont bonnes, une nouvelle Byrophyte pourra se développer.

Qu'est-ce qu'un gamétophyte et un sporophyte?

• Le gamétophyte est la forme haploïde multicellulaire chez les organismes qui connaissent l'alternance des générations. Il produit par mitose des gamètes haploïdes qui fusionnent pour donner des sporophytes.

• Le sporophyte est la forme diploïde multicellulaire chez les organismes qui connaissent l'alternance des générations. Il résulte de la fusion des gamètes(gamétophytes) et produit par méiose des spores haploïdes qui donneront des gamétophytes.

Comment se nourrissent les Bryophytes?

Comme tous les végétaux, les Bryophytes pratiquent la photosynthèse mais ils puisent également des élément nutritifs dans l'eau.

voir Qu'est-ce que la photosynthèse?

Qu'est-ce que la photosynthèse?

La photosynthèse est un processus bioénergétique qui permet aux plantes de synthétiser de la matière organique en exploitant la lumière du soleil. Les besoins nutritifs de la plante sont le dioxyde de carbone, l'eau et les minéraux du sol. Une conséquence importante en est la libération de molécules de dioxygène. La photosynthèse comprend trois phases :

• De l'énergie électromagnétique est absorbée sous forme de lumière grâce à l´action de pigments comme la chlorophylle.
• Transformation de l´énergie magnétique en énergie chimique.
• L'énergie chimique est utilisée pour synthétiser (fabriquer) des composés organiques riches en énergie qui permettent la croissance des êtres vivants et un apport en énergie.

Quel est le rôle écologique des Bryophytes?

Des composés phénoliques sont présents dans la paroi cellulaire des mousses. Ils permettent d'absorber les rayons ultraviolets et autres rayonnements de courte longueur d'onde dans les déserts, en altitude et aux latitudes froides. Les Mousses du genre Sphagnum(Sphaignes) forment des tourbières, immenses dépôts de matière organique non décomposée. Dans certaines régions elles forment d'immenses étendues. Leurs composés phénoliques luttent également contre la dégradation. Elles secrèteraient également des substances inhibant l'activité bactérienne. Ainsi, des corps très anciens ont été retrouvés extrêmement bien conservés dans des tourbières, comme l'homme de Tollund, datant d'il y a 400 et 100 ans avant notre ère. Il y a environ 400'000'000'000 de tonnes(4'000'000'000'000'000 kg)de carbone organique dans les tourbières de la planète. Les tourbières jouent donc un rôle important dans la stabilisation de concentration atmosphérique de C02 à l'échelle mondiale.

La tourbe fut longtemps utilisée comme carburant en Europe et en Asie, dans certaines régions c'est également le cas aujourd'hui, en Irlande et au Canada par exemple. Elles servent également à préparer les sols et à protéger les racines des plantes durant leurs transport, étant donné que les grosses cellules mortes de la Sphaigne lui permettent d'absorber jusqu'à vingt fois sa masse en eau. Etant donné la surexploitation dont elle est victime aujourd'hui, ses effets favorables sur l'environnement pourraient être réduits. De plus, les Bryophytes participent à maintenir l'équilibre hydrique dans certains écosystèmes, en particulier forestier. Après un retournement de sol ou un incendie, les espèces de Bryophytes colonisatrices peuvent profiter de ce genre de bouleversements pour s'installer. Une fois établies, elles retiennent l'eau et les minéraux dans le sol, favorisant ainsi la colonisation du milieu par d'autres plantes.

Quelles sont leurs utilités dans la vie de tous les jours?

Avant l'invention des matelas, on a souvent utilisé les Mousses afin d'en faire des matelas ou des coussins, mais aussi des cordages grâce au polytric, une des plus grandes mousses de nos régions. De plus, de nombreuses mousses ont des vertus médicinales. En effet, la médecine chinoise utilise plus de 40 espèces de Bryophytes et durant la première guerre mondiale, leurs effets antiseptiques ont été largement mis à profit et l'on estime à 1.5 millions le nombre de pansements faits chaque mois avec des mousses. En Suisse, on les a également utilisées pour le calfeutrage et l'isolation des chalets valaisans, jusqu'en 1950.

Sources

• Campbell 7ème édition
  • Chapitre 29 pages 624 et 626 à 631, p.642
• Film_Mousses_Fougères_2BIOS03_09/10
• Wikipédia: photosynthèse: http://fr.wikipedia.org/wiki/Photosynth%C3%A8se