Trachéophytes à spore exoprothallé

UE TEV Taxonomie et Evolution des Végétaux

• La matière porte sur la taxonomie et l'évolution des végétaux.
• La partie IV concentre sur les Trachéophytes à spores exoprothallées.
• Les Trachéophytes à spores exoprothallées sont des cormophytes.
• Ils possèdent une cuticule et des stomates.
• Les stomates se trouvent sur toute la surface du sporophyte (hormis les racines).
• Ils sont des archégoniates (possèdent des gamétanges mâles et femelles, et des sporanges).
• Ce sont également des Embryophytes (possèdent un embryon).
• Leurs organes reproducteurs sont peu voyants et ce sont des cryptogames.
• Leur reproduction dépend de l'eau, avec une fécondation toujours dans l'eau par zoïdogamie.
• Une adaptation majeure des trachéophytes à spores exoprothallées est l'apparition de la lignine.
• La lignine s'imprègne dans la paroi des cellules, surtout les trachéïdes.
• La lignine rend la paroi plus rigide et imperméable, empêchant la croissance de la cellule.
• Grâce à la lignine, les trachéophytes à spores exoprothallées peuvent prendre plus de hauteur.
• La lignine est un polymère de monolignols.
• Il existe 3 types de monolignols: Alcool para-coumarylique, Alcool coniférylique et Alcool sinapylique.
• Les enzymes de synthèse de la lignine incluent PAL, C4H, 4CL, CCR, CAD, HCT, CCoAOMT, F5H, et COMT, SAD.
• Dans les tissus lignifiés, les polymères de lignine s'incrustent dans la paroi primaire et la lamelle moyenne.
• On trouve généralement 60 à 90% de lignine dans la lamelle moyenne et la paroi primaire ; et seulement 10% dans la paroi secondaire.
• La lignine rend les parois imperméables, facilitant la conduction de la sève brute (eau et sels minéraux) chez les trachéides.
• Les ponctuations des trachéides sont scalariformes (en forme d'échelles).
• La présence de tissus conducteurs (xylème et phloème) classe ces plantes parmi les plantes vasculaires, les trachéophytes.
• Le sporophyte est indépendant du gamétophyte pendant une grande partie de son développement.
• Le sporophyte est ramifié.
• Les sporophytes possèdent de vraies tiges et de véritables racines.
• Les tiges portent de véritables feuilles (micro ou mégaphylles).
• Une nouvelle fonction des racines est l'exploration du sol pour l'alimentation hydrique et minérale, et l'ancrage des végétaux.
• L'appareil caulino-foliaire est bien développé pour l'optimisation de la photosynthèse.
• L'alimentation des racines en carbone et énergie est permise par l'apparition du phloème.
• Les différents types de stèles comprennent les protostèles, actinostèles, siphonostèles, solénostèles et dictyostèles.
• Les stèles permettent la conduction de l'eau des racines aux feuilles.
• La nutrition est polarisée et les faisceaux sont parfois entourés d'un endoderme et d'un péricycle.
• Le sporophyte est indépendant du gamétophyte (au moins pendant une partie de son développement) et est ramifié.
• Le sporophyte possède de vraies tiges et racines possédant une stèle épaisse et résistante et plusieurs couches de cellules périphériques.
• Les tiges portent de vraies feuilles (micro ou mégaphylles).
• Les racines ont une nouvelle fonction d'exploration du sol pour l'alimentation hydrique et minérale et l'ancrage des végétaux.
• L'appareil caulino-foliaire est bien développé pour optimiser la photosynthèse.
• Une alimentation des racines en carbone et énergie (grâce à l'apparition du phloème) est permise.
• Le sporophyte porte de multiples sporanges pour produire une multitude de spores.
• Le sporange (sac ovoïde pluricellulaire) ne possède plus de columelle et se déhisce par une simple fente.
• Les trachéophytes à spores exoprothallées se déclinent en 3 voire 4 embranchements (ou divisions).
• Les plus anciens fossiles datent du Silurien, il y a environ 420 à 450 millions d'années.
• Les psilophytes sont les premiers trachéophytes à spores exoprothallées.
• D'autres trachéophytes à spores sont apparues au début du Dévonien.
• Les trachéophytes à spores exoprothallées sont composées de nombreuses "Fougères" arborescentes, de prêles et de lycopodes.
• Les trachéophytes à spores exoprothallées ne forment pas un groupe monophylétique.
• Dans l'ancienne classification, ces groupe était regroupés et considérés comme des Ptéridophytes.
• Les stèles permettent la conduction de l'eau des racines aux feuilles.
• La nutrition est polarisée et les faisceaux sont parfois entourés d'un endoderme et d'un péricycle.
• Le sporophyte est indépendant du gamétophyte et ramifié.
• Le sporophyte possède des tiges et des racines avec une stèle qui ont des parois épaisses et résistantes, constituées de plusieurs couches périphériques.
• Les tiges portent des feuilles, véritables (micro ou mégaphylles)
• Exploration du sol, alimentation hydrique et minérale et ancrage des végétaux plus grands
• L'appareil caulino-foliaire plus développé pour l'optimisation de la photosynthèse grâce à l'alimentation des racines en carbone et énergie par le phloème.
• Différents modèles de stèles (protostèle, actinostèle...).
• Les stèles favorisent la conduction de l'eau des racines aux feuilles, et la polarisation de la nutrition.
• Les faisceaux conducteurs sont parfois entourés d'un endoderme et péricycle.
• Le cycle de développement est sporophytique (2n) qui domine. Le gamétophyte (n) est de petite taille.
• Ils ont un cycle digénétique avec une phase sporophytique ou diploïde dominante.
• Les sporanges sont disposés sur des sporophylles pour former des strobiles ou des épis sporifères.
• Les sporanges sont généralement disposés sur la face supérieure des sporophylles.
• La famille des Lycopodiales comprend les Huperzia et Lycopodium.
• La famille des Sélaginellacées comprend 1 genre et 750 espèces à aspect variable, plantes grêles, fragiles, aux tiges et feuilles souples.
• Elles sont majoritairement présentes dans les régions chaudes (2 espèces en Europe).
• Les Lycopophytes se caractérisent par une hétérophyllie (présence de sporophylles et microphylles de tailles différentes, toutes stériles.
• Les sporophylles portent des sporanges dans des strobiles appelés épis sporifères.
• Ils ont une reproduction par homosporie ou hétérosporie.
• Les Lycopodiales ont une homosporie.
• Ils présentent une homoprothallie: gamétophytes haploïdes qui sortent des sporanges.
• Structure du sporange, sporophylle, spores, isosporie, hétérosporie, cycle de développement, classification, importance.
• Certaines espèces de Lycopophytes sont utilisées en cosmétique (shampoings secs).
• Les Lycopophytes, Sphénophytes et Filicophytes sont des espèces ornementales.
• Les gisements fossiles de ces groupes sont à l'origine du charbon et de la houille.
• L'évolution des espèces végétales, en particulier l'apparition des vaisseaux conducteurs (xylème et phloème), la lignine et des stèles est abordée.
• Les spores sont minuscules, ayant de faibles chances de survie.
• Nouvelles innovations: apparition des ovules et des graines en fin de Carbonifère.
• Les graines et fruits s'avèrent être un grand succès évolutif, et ont permis la domination des Spermatophytes, en particulier des Angiospermes aujourd'hui.
• Les premiers Filicophytes (les Rhizophytes) sont apparus au Dévonien. Ils ont des frondes (expansion foliacée) qui apparaissent enroulées et forment des crosse.
• Diversité morphologique des frondes (triangulaire, lancéolée, linéaire...).
• Les frondes peuvent être segmentées en pennes plus ou moins divisées, avec un axe principal appelé rachis.
• Présence de sores constitués d'amas de sporanges.
• Les spores ont une forme et une structure variée en lien avec la présence ou l'absence d'indusies (repli du bord de limbe ou structure épidermique).
• Sporanges portent un anneau mécanique pour la déhiscence.
• Paroi des spores épaisse et résistante.
• Sporophyte se forme à partir de plusieurs cellules épidermiques initiales, paroi du sporange pluristraiifiée.
• Spore réhydratée se transformant en prothalle chlorophyllien indépendant avec rhizoïdes pluricellulaires
• Gamétanges mâle et femelle (anthéridies et archégones) sur le même prothalle (hermaphrodite).
• Formation des archégones et des anthéridies sur la face inférieure du prothalle.
• Archégones matures d'une cellule centrale appelée oosphère entourée de cellules du ventre et un col. Le canal est rempli de mucilage
• Les anthéridies sont constituées d'une couche de cellules superficielles translucides et d'une cellule apicale (opercule).
• Maturité anthéridies éclatent et libèrent des anthérozoïdes mobiles dans l'eau.
• Les archégones et anthéridies ont des temps de maturation décalés pour éviter l'autofécondation et favoriser le brassage génétique.
• Présence de substances chimiques attractives dans le col des archégones pour la chimiotactisme des spermes.
• Fecondition par zoïdogamie puis formation du zygote.
• Après la fécondation, le jeune sporophyte s'affranchit du gamétophyte.
• Division des cinq ordres de Filicophytes: Les Ophioglossales, Les Osmundales et Les Filicales.
• Particularités des sporocarpes observées chez certaines Filicophytes aquatiques (Marsilea et Salvinia).