Angiospermes 2BIOS02 09/10

Qu'est-ce qu'une Angiosperme?

Les Angiospermes sont des plantes à fleurs portant des graines à l'intérieur d'un compartiment protecteur appelé ovaire. Angiospermes vient du grec angeion, "vaisseau" et desperma,"graine". La graîne est donc protégée contrairement aux Gymnospermes.
Il y a environ 250'000-300'000 espèces, c'est-à-dire près de 90 % de toutes les espèces de Végétaux.Les espèces sont reparties en 12'000 genres appartenant à environ 445 familles, elles-mêmes réunies en 56 ordres
Tous les Angiospermes appartiennent à l'embranchement des Anthophytes.C'est un embranchement, (du grec anthos, "fleur") qui fait parti des spermatophytes.
Les Angiospermes représentent la branche la plus grande et la plus hautement développée des Végétaux.Ils se caractérisent par la variété exclusive des formes de vie, terrestre, ainsi que d'eau. À ce groupe se rapportent comme les plus menu (Wolfia arrhiza, moins de 2 mm), et les plus grand (les eucalyptus, jusqu'à 150 m. à la hauteur) des plantes qui vivent à présent. Ils possèdent exclusivement des qualités pour s'adapter à la nature. La plasticité et l'accommodation est une principale raison de leur large expansion.

Les angiospermes se divisent en deux classes — monocotylédone(Liliopsida)et dicotylédone(Magno-liopsida).

Les Spermatophytes

Il y a environ 425 millions d'années que les premières spermatophytes sont apparues.Ce sont des plantes qui produisent des graines.Les Spermatophytes c'est le nom proposé par Linné pour ces plantes à fleurs,le produit de leur activité c'est des graines, c'est pourquoi ont peut dire aussi : "à fleurs" ou "de semence", mais à présent ils ont seulement la signification historique, et pas celle que donnait Linné. .Les spermatophytes comprennent des plantes vasculaires. Elles se divisent en deux sous-divisions : les gymnospermes, avec 700 espèces, et les angiospermes, avec 200, 000 espèces.Cet embranchement est caractérise par l'independance vis-a-vis de l'eau dans la fécondation.

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Qu'est-ce qu'une plante vasculaire?

Clade des végétaux qui possèdent un tissu conducteur. Aussi appelées Trachéophytes.Les plantes vasculaires sont des plantes qui possèdent des cellules formant des tubes permettant à l'eau et aux nutriments de circuler dans la plante.

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Quand et comment sont apparues les Angiospermes?

Les travaux récents de biologie moléculaire montrent que les Angiospermes situent leur origine à la limite Trias-Jurassique (200 MA). Les toutes premières Angiospermes furent donc des contemporaines des Caytoniales, des Cordaïtales, des Bennettitidales, ainsi que des Ginkyoales et des Cycadales et des Conifèrales anciennes. Les frontières de ce groupe de plantes étaient définies par leur évolution, puisque au temps de Carl von Linné on croit que toutes les plantes ont des fleurs. Seulement après, les différences des Angiospermes, des Cryptogrammes et des Gymnospermes se dessinaient les unes après les autres.Jusqu'à présent plusieurs spécialistes dans la systématique sont enclins à voir les Angiospermes comme le groupe extraordinairement isolé des plantes, en leur donnant une classe spécifique.De plus, on croit que les Angiospermes sont apparus déjà tout à fait formé au milieu du Crétacé. Finalement,l'origine de ce groupe pendant plusieurs années était considérée comme inconnue.Maintenant,nous savons que les particularités des Angiospermes étaient formés en même temps que les anciens Gymnospermes évoluaient. Aujord'hui la frontière entre les Gymnospermes et les Angiospermes a l'air moins distinct, mais l'origine de ces derniers semble être le résultat régulier du procès évolutif. Les premiers Angiospermes sont apparus au début du Crétacé, près de 130 millions d'années en arrière. Leurs représentants les plus anciens n'avaient,apparemment pas,les fleurs typiques. Vers le milieu du Crétacé les lignes évolutionnistes sont apparus,qui ont rermis aux Magnoliales modernes,aux Monocotylédone (etc...)de se développer.Tout ce temps les Angiospermes jouaient le rôle soumis parmi les représentants végétaux,où prédominaient les Conifères, les Cycadales et des autres groupes des Gymnospermes en voie de disparition.La domination des Angiospermes a commencé seulement à la fin du Crétacé.Les formations végétales, dans lesquels les Angiospermes dominent absolument c'est les bois tropicaux pluviaux,de divers types de gramens etc. — qui sont apparues relativement récemment. La variété d'espèce des Angiospermes a augmenté considérablement pendant la période glaciaire, en partie grâce à la hybridation.Ce groupe possède une immense variété biochimique,encore mal connue,qui a la signification importante pour le développement sain de l'organisme humain.

Quel sont les différences et les similitudes entre les Angiospermes et les Gymnospermes?

La longue histoire des plantes s'est signalée par un procés évolutionniste — l'apparition des plantes à fleurs-,donc des Angiospermes.Les Angiospermes au contraire des Gymospermes qui sont des plantes à graines "nues"( lequels ne sont pas contenus dans des ovaires, mais sont disposés sous formes de cônes)sont des plantes aux graines enfermés (dans un fruit). De plus, les Gymnospermes n'ont ni fruit, ni fleur. Chez les Angiospermes les graines(une ou plusieurs)sont conclues dans l'enveloppe spéciale formant la partie extérieure du fruit (par exemple, la pomme). En outre les Angiospermes ont non seulement les fruits, mais aussi les fleurs. L'adaptation des uns et de autres est assurent meilleure pour la reproduction . Les fleurs vives attirent les animaux les pollinisateurs( par exemple les abeilles) qui transfèrent le pollen — les gamètes mâles; chez des plantes plus primitives le transfert du pollen dépendait du vent. Les fruits,comme les fleurs attirent les animaux, qui les mangent et portent ainsi les raines ou pollaines se trouvant sur eux.Ces deux groupes de plantes se réproduisen pas les graines.Il existe une similitude dans les gènes des Angiospermes et Gymnospermes qui sont impliqués dans le prossecus de floraison.

Comment sont classés les Angiospermes?

Les Angiospermes sont divisé en deux classes, appelées Monocotylédones et Eudicotylédones en fonction de caractéristiques morphologiques.

• voir Annexe Angiospermes 1 2BIOS02

Environ 70'000 espèces des angiospermes sont des Monocotylédones. Elles possèdent un seul cotylédon(feuille embryonnaire chez les angiospermes). D'autres caractéristiques servent aussi à les distinguer,tel que les nervures principales. Elles se trouvent normalement dans le sens de la longueur chez les Monocotylédones. Les faisceaux libéroligneux(conduits qui forment les tissus conducteurs sur toute le longueur de la tige de la plante)sont disposés de manière complexe. De plus, les racines n'ont pas de racine principale, elles sont fasciculé. Les grains de pollen possèdent une seule aperture pour le tube pollinique.Aux monocotylédones se rapportent les gramens, les palmiers, et les autres. La classe des plantes monocotylédones (Liliopsida, ou Monocotyledones) contient 5 sous-classes, 37 ordres, près de 120 familles, 30 000 couches et il est plus grand que 60 000 aspects. Pour finir, les pièces florales sont organisées en multiple de trois.
Les Eudicotylédones, eux, possèdent deux cotylédons. Contrairement aux Monocotylédones, les nervures principales sont ramifiée. La tige possède des faisceaux libéroligneux en forme d'anneau et une racine principale est bien distincte. Le grain de pollen a lui trois apertures pour le passage du tube pollinique. Et enfin les pièces florales ne sont pas organisées en trois mais plutôt en multiples de quatre ou cinq. Il y a environ 170'000 espèces. Ce grand nombre d'espèces de Eudicotylédones est divisés en deux autres lignées, dont les noms sont : Angiospermes basales, Magnoliidées(apparue plus tard).La classe Dicotylédone (Magnoliopsida, ou Dicotyledones) on décrit 8 sous-classes, 128 ordres, 418 familles, approximativement 10 000 couches et près de 190 000 aspects des plantes dicotylédones.
Les Magnoliidées comptent environ 8'000 espèces(des 170'000 espèces). Elles sont plus apparentées aux Monocotylédones et aux Eudicotylédones. Parmi les Magnoliidées, nous avons,par exemple, le magnolia, le laurier et le poivrier.
Les Angiospermes basales sont divisés encore en trois petit lignées, en effet, il n'y a que 100 espèces survivantes. Ses lignées sont: Amborella trichopoda, Nymphéa tubéreux et Anis étoilé.

Quelle est la structure générale d'une Angiosperme?

Une Angiosperme type est constituée d'un appareil végétatif (racines, tiges et feuilles) et d'une structure reproductive, appelée la fleur.

APPAREIL VEGETATIF:

• voir Annexe Angiospermes 2 2BIOS02
  

Les Angiospermes ont besoin de l'eau et des minéraux, qui sont tirés du sol, ainsi, que du CO2 et de la lumière, qui se trouvent dans le milieu aérien. Pour ce procurer ces ressources les Angiospermes ont deux sytèmes, un système racinaire, qui comprend comme l'indique son nom, les racines et un système caulinaire qui comprend les tiges et les feuilles. Ces deux systèmes sont essentiel à la survie des Angiospermes.Les racines étant non photosytétiques, ils ont besoin des nutriments fabriqués par le système caulinaire et inversement, le système caulinaire a besoin de l'eau et des minéraux, qui sont absorbés par les racines.

● Les racines:
Les racines fixent solidement les Angiospermes au sol, prennent des réserves nutritives et se procurent de l'eau et des minéraux. Deux types de racines exsistent:le système racinaire pivotant(caractéristique des Dicotylédones), qui donne naissance aux racines latérales. Ces racines latérales sont dérivées de la racine principale, et grâce à elles les plantes fleurissent ou produisent des fruits, car les racines latérales emmagasine des matières nutritives pour le dévellopement des plantes. Un second système racinaire , qui est caractéristique des Monocotylédones, n'a pas de racines principale, c'est le système racinaire fasciculé. Il est juste composé d'un ensemble de fines racines. Le système racinaire sert à fixer les plantes au sol, mais ce n'est seulement les extrémités des racines qui absorbent l'eau et les minéraux.

● Le tige:
Une tige possèdent des noeuds, qui sont des points d'attache entre les feuilles ou des branches. Elle possède aussi des entre-noeuds qui sont la longueur de la tige comprise entre deux noeuds. Entre la tige et les feuilles se trouvent un bourgeon axilliaire, ils ne croissent pas pour la plupart du temps, mais si un extrémité d'une plante est mangé par un animal ou bien que la lumière est plus abondante d'un coté que de l'autre, alors les bourgeons auxilliaires commencent à croître. La croissance se fait généralement à l'extrémité d'une branche, et on y trouve un bourgeon terminal.

● Les feuilles:
Les principaux organes photosynthétiques,chez une Angiosperme, sont les feuilles. Elle ont différentes formes(d'une plante à l'autre), mais elles possèdent une limbe plat et une queue, le pétiole, qui relient les feuilles au nœuds de la tige. Par contre,chez les Monocotylédones, nous n'avons pas de pétiole, mais une graine qui est au bout de la tige et qui enveloppe celle-ci.Les feuilles résistent aux grands vents sans se déchirer et limite certaines maladies.

APPAREIL REPRODUCTIF:

• voir Annexe Angiospermes 3 2BIOS02
  

La fleur est un organe composé d'un ensemble de pièces florales. C'est l'appareil reproductif d'une Angiosperme.

La fleur est attachée à la tige par le réceptacle. Chez la plupart des Angiospermes la fleur possèdent qu'un seul pistil. Le pistil et les étamines sont les pièces reproductrices chez une Angiosperme, alors que la sépale et le pétale sont stériles. L'étamine possèdent un tube appelée filet et a l'extrémité, une structure appelée anthère.L'anthère possède quatre sacs polliniques ,où se forment le pollen. Le carpelle du pistil possèdent un ovaire,un style, qui se dresse au-dessus de celui-ci. Au sommet du style, il y a un stigmate gluant qui est la plate-forme pour l'atterrissage du pollen. Dans l'ovaire se trouve un ou plusieurs ovules, nécessaire à la reproduction d'une Angiosperme.La fleur est composée de quatre organes floraux:les sépales,les pétales,les étamines et au moins un carpelle.

• Sépales: Nom donné par Necker.C'est les parties d'une fleur qui composent le calice(calyxe).Quand les ébauches des sépales sont nettement dessinés sur le cône floral,on peut y avoir trois cas différents dans leur évolution.
• Pétales: Ce sont des feuilles,souvent colorées, qui forment la corolle de la fleur.C'est la couleur des pétales qui attire les pollinisateurs.
• Étamines ou autrement dit les microsporophylles: Étamine vient du grec stemon, dérivé de istêmi, je crée, je produis.C'est l'organe mâle qui joue un grand rôle dans la reproduction asexuée.Elle se compose d'un filet et d'une anthère et qui produit des pollens.
• Carpelle : Organe femelle de la fleur qui contient un ou plusieurs ovules.Elles peuvent être libres ou soudés.Une ou plusieurs carpelles fusionnés sont appelées pistil.A l'extrémité supérieure du carpelle se trouve le stigmate,dont le rôle est de recevoir le pollen.Le style relie le stigmate à l'ovaire:Il se trouve à la base du carpelle et contient dans sa cavité un ou plusieurs ovules.Quand l'ovaire est fécondé l'ovule se transforme en fruit ou une graine.

Les organes floraux sont attachés à une partie de la tige appelé réceptacle.

Comment se développe la fleur?
La fleur se développe à partir de trois couches de cellules dans un méristème floral.

• voir Annexe Angiospermes 4 2BIOS02
  

Le développement de la fleur est le procès complexe à plusieurs degrés, dans lequel chacune des étapes se réalise avec la participation des molécules spéciales.La fleur se forme grâce à la division de cellules,qui se différencient pour devenir des organes floraux,c'est à ces étapes qu'on définit la structure concrète de la fleur.À la défectivité ou l'absence des molécules de quelque type (comme chez les mutants selon le gène correspondant) une des étapes du développement est manqué, à la suite de quoi les fleurs se forment avec l'anomalie strictement définie.

Pourquoi une fleur a-t-elle une odeur? Les parfums des fleurs sont des phéromones sécrétées expès pour attirer les insectes et permettre la fécondation des fleurs par le moyen de transport du pollen. Les fleurs dégagent aussi un rayonnement ultra-violet, détectable par ces mêmes insectes.

Pourquoi une fleur a-t-elle une couleur? C'est les pigments et leurs intéractions(la chlorophylle, les caroténoïdes et les flavonoïdes...)qui déterminent la couleur de la fleur.Selon la quantité du pigment la fleur peut-etre plus ou moins colorée,car chlorophylle par exemple donne une couleur verte parcequ'elle absorbe toutes les longueurs d'ondes(sauf le vert)et est souvent masquée par les autres pigments.

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Comment se reproduisent les Angiospermes?

L'appareil reproductif, qui est la fleur, est la principale structure nécessaire à la reproduction des Angiospermes. Elle se fait principalement de manière dite sexuée. Les principales phases dont, les Angiospermes se servent pour leur reproduction sont la méiose et la fécondation. La méiose se passe lors de la formation des gamétophytes. Tandis que la fécondation, on va dire que c'est la fusion des gamétophytes.

• voir Annexe Angiospermes 5 2BIOS02(à changer avant n°6)
  

Qu'est-ce que les gamétophytes?

Deux sortes de gamétophytes sont nécessaire à la reproduction des Angiospermes, des gamétophytes mâles et femelles.

• Annexe 6 (à faire)(38.4) 2BIOS02
  

●Pour les gamétophytes mâles, tous se passent au niveau des sacs polliniques(appelés aussi microsporanges ou sporanges), qui se trouvent dans les anthères de la fleur. Dans le sac pollinique, il y a des microsporocyctes, qui sont des cellules diploïdes (2n). Alors intervient la méiose, et les microsporocyctes donne quatre microspores haploïdes (n). Chaque microspore donne, à son tour, des gamétophytes mâles, qui sont plus généralement appelés grain de pollen. Pendant ce procédé, dans les microspores, il y a deux cellules qui apparaissent: une cellule génératrice et une cellule végétative. A ce stade, les gamétophytes sont encore immature. Pendant leurs maturation, la cellule génératrice va se mettre dans la cellule végétative. La cellule végétative va alors former un tube pollinique par lequel les spermatozoïdes passeront. Durant cette phase, deux spermatozoïdes sont formés par mitose. Le tube pollinique va tout le long du style du carpelle jusque dans l'ovaire.

●Pour les gamétophytes femelles, nous avons dans l'ovule, un mégasporange, dans laquelle se trouvent un mégasporocyte. Puis, par méiose, ces mégasporocytes donne naissance à quatre mégaspores haploïdes (n). Pour la suite de la formation des gamétophytes femelles, il y a différentes variantes. Mais, chez la plupart des Angiospermes, une seule des mégaspores va survivre et va continuer à croitre. Son noyau va se diviser trois fois, par mitose, et donner naissance à une grosse cellule avec huit noyaux haploïdes (n).Suite à cela, nous avons différentes cellule dans les gamétophytes femelles, c'est pourquoi elles sont aussi appelées sac embryonnaire. Ces noyaux contenus dans les gamétophytes femelles sont:

• Oosphère: Il n'y a qu'une cellule, oosphère. Cellule qui s'unit avec un spermatozoïde.

• Synergides: Nous avons deux cellules de synergydes dans un sac embryonnaire. Les synergides servent à guider et à attirer le tube pollinique jusqu'au sac embryonnaire.

• Les cellules antipodales: Trois de ces cellules se trouvent dans le sac embryonnaire. Leur fonction est inconnue.

• Les noyaux polaires: Nous en avons deux, qui s'uniront avec un spermatozoïde.
  

L'ovule est donc formée d'un sac embryonnaire, et de téguments(couches de tissu qui protègent). Nous en venons alors à la fécondation.

Qu'est-ce que la fécondation et la pollinisation?

• Annexe 7 (à faire)(30.10)

Avant la fécondation, il y a une étape importante dans la reproduction la pollinisation. Une fois que le pollen est libéré par l'anthère, il s'envole jusqu'au stigmate gluant, qui se trouvent juste au bout du carpelle. Lorsque le grain de pollen se trouvent sur le stigmate, il germe et devient mature. Alors, se passe la fécondation. Le grain de pollen forment un tube pollinique. Lorsqu'il arrive jusqu'à l'ovaire, un des deux spermatozoïdes(n) s'unit à l'oosphère(n) et donne un zygote diploïde (2n). Tandis que l'autre spermatozoïde se lie aux noyaux polaires. Ces différentes phases sont appelées double fécondation.

Qu'est ce que la double fécondation?

• Annexe 8 2BIOS02 (à faire)(38.6)

Après tous ces étapes apparaissent une graine, à partir de l'ovule, et une fruit, à partir de l'ovaire.

Comment passe-t-on de l'ovule la graine?

Après que la fleur a été pollinisée et fécondée par les gamètes mâles, un fruit ou une graine se forment. Pendant que le zygote devient un embryon,la graine,elle, va prendre des protéines, des huiles et de l'amidon, c'est dans l'albumen que sont stocké ses réserves.Plus tard celles-ci tombent au sol pour donner la vie à ces descendants.Une graine peut prendre des années avant de récommencer le procéssus de reproduction.La graine est une reproduction sexuée de plantes spermatophytes.Mais pas toutes les plantes ont des graines,parfois leur reproduction se passe par les spores unicellulaires.

Comment se développent l'embryon et l'albumen et qu'est ce que l'albumen ?

• Annexe 9 2BIOS02 (à faire)(38.7)

Qu'est-ce que le fruit?

Les Angiospermes portent aussi des fruits.Le fruit est un ovaire mature. Ils protègent les graines en dormance, et les "aide" à se disperser. Lorsque la pollinisation a eu lieu, il y a des changements hormonaux qui entraînent le grossissement de l'ovaire. Lorsque l'ovaire se développe, les autres parties de la fleur se fanent. Si une fleur n'a pas été pollinisée, alors il n'y a pas de fruit: elle flétrit et tombe. La paroi de l'ovaire devient dure et on l'appelle péricaLpe.Les fruits peuvent soit être sec, soit être charnus. Dans les fruits charnus, nous avons les fraises, les framboises, etc.. Tandis que les fruits secs sont plutôt le blé, le riz, le maïs, etc.. On divise les fruits en trois catégories: les fruits simples, les fruits abrégés et les fruits multiples.

• Annexe Angiospermes 11 BIOS02 (à changer avant n°5)
  

Les fleurs, ne possédant qu'un seul carpelle ou bien plusieurs carpelles fusionnés, forment des fruits simples, tels que les pois(a). Pour les fruits abrégés, la formation se fait d'une seule fleur qui possèdent plus d'un carpelle, chaque carpelle forme un mini fruit, qui est accrochée au réceptacle, comme la framboise. Pour finir, les fruits multiples se forment à partir d'une inflorescence(regroupement de fleurs). Les parois des ovaires, quand elles commencent à grossir, fusionnent et donne naissance à un seul et même fruit, tels que l'ananas.

ROLE DU FRUIT dans la dissémination de la graine

Quand est-ce que les graines germent?

Les graines germent à une température ambiente,quand l'ovule est fécondée,celles-ci se forment.Quand elles mûrissent,elles tombent au sol.Lors que la graine est devenue mature, elle perd son eau, elle se déshydrate et entre dans la phase de dormance.

Qu'est-ce que la dormance et quand se passe-t-elle?

La dormance est un processus qui permet à la graine d'attendre des conditions favorables pour germer.

Lorque les graines sont donc sortie de la dormance, elle germent.

Quel est la façon dont germent les graines?

• Annexe 11 2BIOS02 (à faire)(38.10)

Quel est le lien entre les Angiospermes et les animaux ?

Les animaux rendent service aux Angiospermes en transportant leur pollen et leurs graines. Tandis que les Angiospermes, eux, rendent service aux animaux en leur permettant de se nourrir de leur nectar,leurs graines et de leurs fruits. Pour s'adapter, les pollinisateurs ont besoin de se dévelloper, par exemple, le Lépidoptère, qui a une trompe de 28 cm, est le seul animal à pouvoir pollinisé une espèce d'orchidée, possédant un nectaire d'une longueur de 28 cm, originaire de Madagascar. Ces adaptations nécessitent des changements génétiques, qui sont faite du coté animal et végétale, on appelle cela la coévolution. Pour que les Angiospermes se reproduisent, ils possèdent le nectar et le fruit, qui attirent les animaux. Une fois les animaux attiré par le le nectar, il y a du pollen qui leur tombe dessus. Alors, les animaux transportent le pollen à des endroits différents. Quant aux fruits, une fois consommé par les animaux,ils vont être digéré. Certaines Angiospermes attirent plus les insectes que les oiseaux. L'abeille, elle, peut pollinisé plusieurs espèces d'Angiospermes. Les facteurs entrant en compte pour qu'une Angiosperme s'adapte à un animal sont la couleur, l'odeur et la structure de la fleur. Certaines graines possèdent une envellope piquante et par la suite, elles s'accrochent à des animaux.Par contre, les fruits utilisent un procédé tout autre, ils deviennent comestible et donc sont mangé par différents animaux, qui par la suite explusent la graine à des kilomètres d'où il l'ont mangé.

Références

• Raven:
  

● Chapitre 29

• Campbell:

● Chapitre 30.3 , Chapitre 35 et chapitre 38

• Site internet:

● http://fr.wikipedia.org/wiki/Magnoliophyta----

● http://www.ustboniface.mb.ca/cusb/abernier/plantes/Angio.html

● http://www.creaweb.fr/bv/angio1.html

●http://www.botanique.org/botanique/reproduction-angiospermes/pollinisation-germination-pollen-tube-pollinique/pollinisation-plantes-fleurs-angiospermes-article24669.html

● http://www.sajidine.com/sciences-meditations/science/plante/fleur.htm

• http://www.afd-ld.org/~fdp_bio/content.php?page=cara_sper&skin=modi

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