Synthèse Botanique PDF

**Synthèse Botanique** **Contraste de structure animaux/végétaux :** Animaux : organisme très généralement à symétrie bilatérale et à développement déterminé. Tous les organes et tous les membres sont mis en place en un temps relativement court au début de la vie. Végétaux : organismes sans symét...

**Synthèse Botanique** **Contraste de structure animaux/végétaux :** Animaux : organisme très généralement à symétrie bilatérale et à développement déterminé. Tous les organes et tous les membres sont mis en place en un temps relativement court au début de la vie. Végétaux : organismes sans symétrie particulière et à croissance indéterminé. Pendant toute leur vie elles conservent des propriétés embryonnaires qui leur permettent de grandir de se différencier et de produire de nouveaux organes tout au long de leur vie en fonction des circonstances. 1. **Plan de construction générale de la plante :** Une image contenant texte, plante, végétal Description générée automatiquement Appareil aérien ou caulino-foliaire est optimisé pour la capture de la lumière et du CO2. Feuilles orientées plus ou moins perpendiculairement au flux vertical de la lumière. Répétitions de métamères ou phytomères. La nervure centrale de la feuille est appelée rachis.  Chaque métamère est constitué de 2 nœuds, un entre nœud, une feuille et le bourgeon axillaire situé à la base de cette feuille. Tout au long de sa vie une plante peut créer de nouveaux métamères et donc grandir continuellement. Appareil racinaire capture l'eau et les sels dissous. Ces ressources sont distribuées de manière plus au moins isotrope dans le sol et la pénétration du sol par les racines est soumise à des conditions mécaniques fortes, structure cylindrique est adoptée par l'appareil racinaire. **Croissance** La croissance de l'appareil apical repose sur l'activité des bourgeons. Un bourgeon devient toujours un axe feuillé. Les bourgeons et les pointes de racines contiennent les méristèmes, ce sont les centres organisateurs de la morphogénèse composés de cellules embryonnaires. [Les méristèmes primaires (apicaux) :] sont situés à l'extrémité et assurent la croissance en longueur. Les méristèmes primaires des racines sont protégés par la coiffe, qui réduit les frottements et lubrifie la pénétration dans le sol. **Conséquences du mode de croissances des plantes** - Croissance indéterminée : pendant toute sa vie une plante peut élaborer de nouveaux organes. - Immortalité : capacité de régénération infinie. - Reproduction végétative : chaque métamère peut fonder un nouvel individu génétiquement identique. Les cellules spécialisées peuvent redevenir actives et se diviser. - Plasticité phénotypique : le génotype s'exprime différemment en fonction des conditions environnementales. Le même génotype peut donner naissance à des plantes qui auront un aspect très différent. Exemples : - L'étiolement : les entre-nœuds s'allongent pour avoir davantage de chance d' atteindre la lumière. - Le phototropisme : capacité des plantes à orienter leur croissance en direction de la lumière. - La Sarracénie pourpre qui forme des urnes remplies d'enzyme digestive pour avoir une source d'azote supplémentaire en cas de carence en azote. Plus il y a d'azote dans le sol moins elle fera d'urnes et vice versa. - Hétérophyllie liée à des compromis croissance-défense : faire des picots sur ses feuilles demandent de l'énergie donc elle ne le fera que quand elle devra se défendre. - Plasticité phénotypique de l'appareil racinaire : les racines prolifèrent vers les zones du sol qui sont riches en nutriments. **Perception de la qualité de la lumière par les plantes** La qualité de la lumière est sa composition spectrale. Le rapport Rouge/InfraRouge informe la plante sur la présence d'autre plante. Si une plante perçoit qu'elle se trouve sous une autre plante elle va s'étioler. Au sein d'un arbre les branches dans les meilleures conditions sont privilégiées, ex : les branches à la lumière comparées à celles à l'ombre. **Dicotylédones et Monocotylédones**  L'épicotyle est la portion de la tige située au-dessus des cotylédons et l'hypocotyle est la portion inférieure. Une image contenant plante, fleur, Tige, herbe Description générée automatiquement Différences dicotylédones et monocotylédones : Dicotylédones : - Embryon contient 2 cotylédons - La nervation de la feuille est réticulée. La feuille possède une nervation centrale et des ramifications. - L'appareil racinaire est fait d'une racines principales importantes et des racines secondaires moins importantes Monocotylédones : - Embryon contient 1 cotylédon - Feuille étroite et longue qui ont une nervation parallèle - Appareil racinaire est fasciculé, il est fait d'une série de racines d'égal importance Ex de monocotylédone : le poireau. Racines de même taille, tige très courte en plateau, entre nœud très petit et gaines foliaires qui s'emboitent les unes dans les autres. **Les types biologiques** Classification (de Raunkiaer 1934) des types biologiques basées sur la hauteur des points végétatifs (bourgeons) persistants durant la mauvaise saison. - Phanérophytes : plantes vivaces avec axes persistants ligneux, des feuilles renouvelées chaque année et les bourgeons sont à plus de 50 cm du sol. Ex : les lianes phanérophytiques. - Chamaephytes : axes persistants plus courts, une portion des axes est remplacée chaque année et les bourgeons sont situés à moins de 50 cm du sol. - Hémicryptophytes : l'appareil persistant comporte un appareil souterrain, la tige disparait complètement pendant la mauvaise saison et les bourgeons se trouvent au ras du sol. - Cryptophytes/Géophytes : tout l'appareil aérien disparait à la mauvaise saison, la plante ne subsiste plus qu'en tant qu'appareil souterrain sous la forme d'un bulbe ou d'un rhizome et les bourgeons sont souterrains.  - Thérophytes : passent la mauvaise saison sous forme de graines, germent au retour des conditions favorables puis meurent après la reproduction. - Épiphytes : poussent sur les autres arbres. 2. **Cellules et tissus** **Organisme** Un organisme est constitué d'organes, l'étude des organes est appelée l'anatomie. Chaque organe est constitué d'un ensemble de différents tissus, histologie. Chaque tissu est constitué d'un assemblage de cellules, cytologie. Chaque cellule comprend un certain nombre d'organites, eux-mêmes fait de protéines, glucides, lipides, acides nucléiques, eau, sels minéraux (ions), etc... **Cellule végétale** f3-4a9e\_9e\_anatomy\_of\_a Différence par rapport à la cellule animale : - Paroi, située à l'extérieur de la membrane - Vacuole remplie d'eau et de solutés, elle permet la croissance de la cellule après division - Chloroplastes spécialement dans les tissus chlorophylliens, qui s'occupent de la photosynthèse. Comme toute cellule eucaryote, elle possède un noyau, des mitochondries, un appareil de Golgi et un réticulum endoplasmique. La cellule végétale c'est les protoplaste et la paroi. Le protoplaste c'est le protoplasme (où se passent des réactions métaboliques) et la vacuole. Ce qu'on voit au microscope :  **Fonction de la paroi** La paroi des cellules végétales donne une forme à la cellule et empêche son éclatement sous la pression osmotique lors de la turgescence. **Structure en 1 à 3 couches** 1. [La lamelle moyenne] : formée durant la cytocinèse (séparation des cytoplasmes en 2 cellules filles). Le phragmoplaste (fuseau de microtubules) guide des vésicules de l'appareil de Golgi vers la plaque cellulaire, où se forme la lamelle moyenne. Une fois arrivées à la plaque cellulaire ces vésicules vont y fusionner et leur contenu va polymériser et former ainsi la plaque cellulaire. La lamelle moyenne grandi de manière centrifuge. La pectine, polymère d'acide galacturonique, est le constituant principal de la lamelle moyenne. Elle se lie par des liaisons ioniques, en particulier avec le Ca²⁺. Différentes chaines de pectine vont donc se trouver liée les unes aux autres par l'intermédiaire de liaisons ioniques avec le Ca2+. La pectine joue le rôle d'une véritable colle cellulaire qui va coller les cellules les unes aux autres. Un cas particulier est la dépolymérisation de la pectine chez les tomates, entraînant la gélification de la lamelle moyenne. 2. [La paroi primaire] : se met toujours en place vers l'intérieur de la cellule. Elle est composée de cellulose, un polymère de glucose. Les molécules de cellulose s'organisent en fibrilles désordonnées, ce qui rend cette paroi élastique et adapté aux jeunes cellules en croissance. 3. [La paroi secondaire] : se forme chez certaines cellules vers l'extérieur de celles-ci. Les fibrilles y sont beaucoup plus organisées, rendant cette paroi rigide et indéformable. C'est la paroi des cellules qui ont fini de grandir. File0801 La paroi secondaire peut s'imprégner de divers composés : - Lignine (macromolécule polyphénol), rigidifie la paroi secondaire. La cellulose seule n'est pas dure. - Cutine et subérine, imperméabilisant. Protège de la dessiccation et des pathogènes. - Tanins (polyphénol), métabolites secondaires. Métabolites secondaires ; molécules non indispensables aux fonctions vitales (métabolisme primaire), localisées dans la paroi et/ou dans la vacuole : - Défense contre les herbivores et les pathogènes. - Reproduction. Grande diversité de molécules : terpènes, phénols, alcaloïdes, etc... **Mise en place de la paroi** La polymérisation du glucose en cellulose est catalysée par la cellulose synthase. Il existe un complexe enzymatique composé de 6 sous unités de cellulose synthase organisés en rosette autour d'un pore, qui se trouve dans la membrane cellulaire. Chaque unité de cellulose synthase catalyse la formation d'une chaine cellulosique. Ce complexe est mobile dans la membrane cellulaire et se déplace guidé par des microfibrilles présentes dans la cellule. Ces sous unités de rosette sont elles-mêmes organisées par 6 formant une rosette qui synthétise 36 chaines de cellulose parallèles. En se déplaçant dans la membrane, il dépose à l'extérieur de la cellule de longues chaînes de cellulose. Ces 36 chaines de cellulose sont une microfibrille de cellulose.  Les parois primaires et secondaires sont en réalité plus complexes et contiennent d'autres sucres qui sont des polymères qu'on appelle hémicellulose. **Plasmodesmes** La paroi des cellules végétales n'est pas continue, elle est interrompue par des plasmodesmes qui sont des ponts cytoplasmiques. Ils assurent la parfaite continuité des cytoplasmes des cellules adjacentes en mettant les cytoplasmes en communication. Souvent parcourue par des systèmes endomembranaires donc le réticulum endoplasmique. Une image contenant texte, diagramme, capture d'écran, ligne Description générée automatiquement Les plasmodesmes sont regroupés dans des zones amincies de la paroi primaire, les ponctuations primaires. Au niveau d'une ponctuation primaire la paroi secondaire est interrompue, c'est une ponctuation secondaire. Les ponctuations secondaires sont souvent des ponctuations secondaires bordées, c'est-à-dire que la paroi secondaire montre un décollement au niveau de la ponctuation. Ce décollement crée une chambre de ponctuation. Cette chambre communique avec l'extérieur via un pore.  Le torus permet de confiner la cavitation (formation de bulles d'air) dans une seule trachéide et donc d'éviter l'embolie. Très grandes diversités dans ces ponctuation secondaires bordées. File0851 Les ponctuations secondaires bordées de type aréolées sont celles qui montrent un pore et une chambre de la ponctuation parfaitement circulaire. Ponctuations typiques du bois des conifères. **Tissus** **Les tissus végétaux sont classés selon leur fonction :** - **Méristèmes : assurent la formation de nouvelles cellules.** - **Tissus fondamentaux (parenchyme), tissus de revêtement, tissus de soutien, tissus de conduction, et tissus de sécrétion.** **Méristèmes primaires/apicaux** Les méristèmes sont des zones de divisons cellulaires très actifs. Les méristèmes primaires assurent la croissance en longueur. Exemple : le méristème apical de tige au sommet d\'une tige contient de petites cellules en division active. Ces cellules génèrent des primordium foliaires (ébauches de feuilles) et des entre-nœuds, dans lesquels se différencieront les tissus conducteurs.35-17-TerminalBud-L.jpg 0000002BBIOLOGY6eCIPLchapters29-39 B84796D8: Autre ex : le méristème apical de racine.  **Parenchymes (ou tissus fondamentaux)** Ils constituent la majorité du volume des plantes herbacées et leur paroi secondaire est souvent absente. Il existe plusieurs types : - Parenchyme chlorophyllien - Parenchymes incolores : de réserve, aquifère et aérifère **Parenchyme chlorophyllien (chlorenchyme)** Présent dans les feuilles et dans les tiges, ce tissu est formé de cellules vivantes avec seulement des parois primaires et un cytoplasme riche en chloroplastes. C'est le tissu qui réalise la photosynthèse. Il est particulièrement abondant dans les feuilles. Dans la coupe transversale d'une feuille, on distingue deux types de parenchyme chlorophyllien : - [Parenchyme chlorophyllien palissadique ]: il est dans la moitié supérieure de la feuille. Les cellules de ce parenchyme sont très étroitement agencées et montre un allongement vertical important. Absorption de la lumière se fait sur la partie supérieure de la feuille. - [Parenchyme chlorophyllien lacuneux ]: il est dans la moitié inférieure de la feuille. Il est composé de vastes lacunes (trous plus petits que la taille d'une cellule adjacente) et de vastes méats (trous plus grands qu'une cellule adjacente). Ces méats et ces lacunes assurent la circulation des gaz qui rentrent par la face inférieure au niveau des stomates. Absorption des gaz se fait sur la partie inférieure des feuilles. Le parenchyme chlorophyllien palissadique et lacuneux font le mésophylle. - https://s3.amazonaws.com/classconnection/17/flashcards/6430017/jpg/labelled-14BC458B15F5BECA0BA.jpg **Parenchymes incolores** Les parenchymes incolores sont souvent des parenchymes amylifères, c'est-à-dire à amidon. Les cellules contiennent des amyloplastes (grains d'amidon) à la place de chloroplastes. **Parenchymes de réserve** Les parenchymes de réserve sont des tissus de réserve dans les racines, les tiges souterraines et les fruits. Ils stockent : - Glucides hydrosolubles : dissous dans le suc vacuolaire (saccharose, fructose). - Amidon : stocké dans les amyloplastes (ex : tubercule de la pomme de terre, albumen farineux des grains de céréales, etc...). identifiable avec la coloration au Lugol. - Lipides : (ex : cellules des graines oléagineuses ou dans la pulpe des fruits). - Protéines : (ex : dans les graines -\> grains d'aleurone). **Diversité des inclusions cellulaires** - Grains d'amidon : forme particulière en fonction des espèces et permet donc de reconnaitre l'espèce sur base de ses amyloplastes. Chaque grain d'amidon montre des stries d'accroissement caractéristiques. - Cristaux : souvent des précipitations d'oxalate de calcium, ils prennent des formes spécifiques selon les espèces. Les phytolithes sont des cristaux à base de silice. **Parenchyme aquifère** Réserve d'eau stockée dans les vacuoles, ce parenchyme est typique des plantes succulentes qui sont des plantes grasses (= leur volume est grand par rapport à leur surface). Leur structure permet une augmentation du volume sans déchirure. **Parenchyme aérifère** Les parenchymes aérifères sont des lacunes concentrées en gaz.  Ex : racines aérifères -\> pneumatophores. Une image contenant plein air, nuage, nature, ciel Description générée automatiquement **Les tissus de revêtement** Les tissus de revêtement recouvrent l'appareil végétatif de la plante. Chez les jeunes organes aériens, ce rôle est assuré par l'épiderme, une couche de cellules vivantes, unistrates, recouvrant les faces supérieure et inférieure des feuilles. Ces cellules sont incolores et non chlorophylliennes, à l'exception des stomates. **Epidermes** **L'épiderme contient deux types de cellules :** - **Cellules fondamentales : incolores** - **Cellules de grade : organisées par paire autour des stomates** **Forme des cellules varie selon le type de plante :** - **Dicotylédones : irrégulières et hexagonales** - **Monocotylédones : en forme de losanges très allongés verticalement.**  **Cuticule** Couche imperméable qui recouvre entièrement les cellules de l'épiderme. Formée de composé lipidiques hydrophobes qui permet à la plante de limiter ses pertes d'eau. **Stomates** Interruptions de l'épiderme constituées de deux cellules de garde entourant un pore. Assurent les échanges gazeux. Une image contenant plante Description générée automatiquement [Cellules de garde :] Cellules chlorophylliennes qui contrôlent l'ouverture et la fermeture des stomates en fonction de leur turgescence : - Turgescentes : prennent la forme d'un rein et s'écarte, créant un pore par lequel les échanges gazeux peuvent se produire (entrée de CO2 et perte inévitable de vapeur d'eau). - Non-turgescentes : s'affaissent l'une contre l'autre et le stomate se referme. **Nombre de stomates et climat** L'homéostasie est le compromis entre la capture de CO2 et la perte d'eau. La densité des stomates reflète les conditions climatiques dans lesquelles la plante a vécu. Plus de CO2 dans l'atmosphère = moins de stomates et vice versa. **Poils épidermiques** L'épiderme peut aussi comporter des poils dont la structure varie en fonction des espèces. Ils ont des fonctions variées : - Défense : repousser des herbivores - Régulation thermique : le revêtement de poil peut réfléchir la lumière du soleil - Sécrétion : certains poils peuvent comporter des cellules sécrétrices, ce sont des poils épidermiques se terminant par des glandes sécrétrices (huiles essentielles).  **Cires** Les épidermes peuvent être recouverts de cires, des composés hydrophobes qui permettent aux feuilles de ne pas rester mouillée après la pluie et qui ont des propriétés autonettoyantes. **Rhizoderme** Le rhizoderme ou l'assise pilifère est un tissu de revêtement qui se trouve à l'extrémité des racines jeunes. Il est dépourvu de cuticule et de stomates, mais porte des poils absorbants. **Tissus de soutien** Les tissus de soutien assurent le soutien mécanique de la plante, ils ont indispensables aux plantes vivant hors de l'eau car la poussée d'Archimède n'est plus suffisante pour les maintenir dressée. Il existe 2 types : - [Collenchyme :] tissu de soutien des organes jeunes encore en croissance. Il est composé de cellules vivantes à paroi primaire épaissie. - [Sclérenchyme :] tissu de soutien des organes matures. Il est composé de cellules mortes à paroi secondaire fortement épaissie. Ces cellules peuvent être : - [Fibres :] longues cellules organisées en cordons, souvent dans les tiges. - [Sclérites :] cellules courtes de formes variées. scler fibres en cordons **Xylème (tissu de conduction)** Le xylème transporte la sève brute (eau et sels minéraux) des racines vers les organes aériens. Les éléments de vaisseau du xylème sont toujours des cellules mortes à parois secondaire épaissies et lignifiées, agencées bout à bout. Leur paroi secondaire est épaissie car le mécanisme de l'ascension de la sève brute dans ses éléments est la succion à partir des feuilles, donc l'eau qui s'évapore à partir des feuilles tire derrière elle la colonne d'eau, si les parois étaient molles, elles s'écraseraient sous l'effet de cette succion. On distingue : - [Trachéides :] éléments archaïques qui existent déjà chez les conifères. Cellules à paroi étroites et très allongées qui jouent un rôle de conduction et de soutien. - [Eléments de vaisseau :] éléments plus tardifs existant seulement chez les plates à fleurs. Cellules larges qui ont un débit de conduction important. L'extrémité de leur paroi est perforée. Ces cellules jouent seulement un rôle de conduction.  Le bois est constitué pratiquement que de xylème. On distingue : - [Bois homoxylé (conifères) :] constitué uniquement de trachéides (conduction et soutien) - [Bois hétéroxylé :] constitué d'éléments de vaisseaux (conduction) et de fibres (soutien) Une fois que les éléments de vaisseau du xylème sont formés, ils sont indéformables. C'est pourquoi au cours du développement, des vaisseaux de plus en plus larges sont mis en place vers l'extérieur. De la même manière comme la tige ne doit plus s'allonger, son xylème peut être d'avantage épaissie et lignifié. On verra donc des éléments de vaisseaux annelés, spiralés, scalariformes (rayés) et ponctués. **Phloème (tissu de conduction)** Transporte la sève élaborée (sucres/photosynthétats) qui descend des organes photosynthétiques vers les tous les organes incapables de faire la photosynthèse (appareil racinaire, fruits, fleurs, etc...). Le phloème primaire, issu des méristèmes primaires est adjacent au xylème primaire. **Composition du phloème :** - [Éléments du tube criblé :] cellules conductrices du phloème dépourvues de noyau mises bout à bout. Leur extrémité est perforée (plaque criblée) pour permettre l'écoulement de la sève. - [Cellules compagnes :] petites cellules situées le long des tubes criblés. Ces cellules ont un noyau et sont très actives d'un point de vue métabolique, elles échangent beaucoup notamment de protéines avec les éléments du tube criblé qui sont incapables d'en synthétiser. - [Parenchyme :] cellules de remplissage. - [Fibres :] cellules à paroi secondaire épaissie parfois présentes, pour le soutien.  Pouvoir les identifier : Une image contenant capture d'écran Description générée automatiquement **Tissu de sécrétion** Les tissus de sécrétion remplissent des fonctions variées en produisant une grande diversité de molécules. Trois processus distincts les caractérisent : - [Récrétion :] rejet de substances absorbées en excès, comme l'eau ou le sel, via des orifices épidermiques appelés [hydathodes]. - [Sécrétion :] synthèse de substance élaborées dans le milieu extracellulaire, souvent des métabolites secondaires ou de produits du métabolismes primaires. - **[Métabolites secondaires :] sécrétion par poches sécrétrices, laticifères (production de latex) et poils glanduleux. Fonction de défense (huiles essentielles), d'attraction (nectar, pigments) et peu connue (latex).** - **[Produits du métabolisme primaire :] sécrétion par des nectaire, tissus sécréteurs. Ils sécrètent des substances très nutritives qui permettent le maintien de coopération ou de symbiose mutualiste. On distingue les nectaires floraux situés à la base des fleurs et les nectaires extrafloraux situés près des feuilles.** - **[Excrétion :]** élimination de déchets métaboliques 3. **Organes** **La feuille** Ce sont les organes qui capturent la lumière. Elles sont laminaires (aplatis perpendiculairement à la direction de la lumière) et ont une symétrie bilatérale.  [Variation de la forme] Une feuille peut être simple ou composée. - Simple : au bout du pétiole il y a un bourgeon et puis une feuille. - Composé : plusieurs folioles ensembles, pas de bourgeons avant chaque foliole. Peut être penné (peigne) ou palmée. La marge d'une feuille ou foliole peut être lobée, dentée ou entière. Une image contenant texte, motif Description générée automatiquement [Variation de la disposition] [\ ]Une image contenant Tige, herbe, végétal, plante Description générée automatiquement [ ] **Formes, dimensions des feuilles et climat** La forme et la taille des feuilles sont influencées par le climat : - [La découpure de la marge] est corrélée à la température -\> il y a plus de marges dentées dans les climats froids. Les cisaillements dans les feuilles avec le vent rendraient l'évaporation plus facile. - [La dimension] des feuilles est corrélée à la pluviosité du climat -\> au plus il y a de pluie au plus la feuille est grande. Une application de la morphologie végétale est la paléoclimatologie, on détermine le climat du passé avec les formes des feuilles. **Anatomie de la feuille** Dans une feuille, on distingue une face ventrale, supérieure (adaxiale) et une face dorsale, inférieur (abaxiale). La feuille est entièrement recouverte d'un épiderme et d'une cuticule. Il y a aussi des stomates qui servent à faire des échanges gazeux. Chez les dicotylédones, les stomates ne sont que sur la face inférieure de la feuille car comme elle est moins exposée au soleil cela limite les pertes de vapeur d'eau. Chez les monocotylédones, il y en a des deux côtés de la feuilles car elles sont exposées de la même manière au soleil.  Entre les 2 épidermes (supérieur et inférieur) il y a un mésophylle. Ce mésophylle comporte du parenchyme chlorophyllien palissadique à la face adaxiale et du parenchyme lacuneux à la face abaxiale. Au centre, il a la nervure principale. Structure du parenchyme est différente en fonction de la face.: - Fonction de la face ventrale : capture de l'énergie lumineuse. Les cellules de la face supérieur sont allongées verticalement et sont particulièrement riche en chloroplastes. Peu de lacunes dans ce tissu. - Fonction de la face dorsale : échanges gazeux. Cellules pauvres en chloroplastes et beaucoup de méats et de lacunes dans ce tissu. **La cyclose** C'est un mouvement qui concerne la circulation du cytoplasme à l'intérieur de la cellule, ce qui entraine le déplacement des organites à travers la cellule. La cyclose optimise la photosynthèse en déplaçant les chloroplastes vers des zones de lumières. **Diversité des cellules épidermiques** Les monocotylédones ont des cellules épidermiques en losange allongé, les petits cercles sont des stomates. Une image contenant bleu vert, Caractère coloré Description générée automatiquement  Les dicotylédones ont des cellules épidermiques en pièces de puzzle, les gros cercles sont des stomates. Une image contenant sol Description générée automatiquementUne image contenant dessin, croquis, art Description générée automatiquement **Trichomes : poils épidermiques** Structure variable en fonction des espèces, certains poils sont constitués d'une seule cellule, d'autres de plusieurs cellules en file et d'autres poils ramifiés de différentes manières. Leur fonction est variée : - Défense contre les herbivores - Régulation thermique en poils en réfléchissant la lumière du soleil - Nutrition **Nervure principale de la feuille** Rôle de soutien et de conduction. Le soutien est assuré par du sclérenchyme, ici des fibres. La conduction est assurée par un faisceau libéraux-ligneux, c'est-à-dire du côté de la face adaxiale un pôle de xylème et du côté de la face abaxiale un pôle de phloème. Une image contenant texte, capture d'écran, motif, rose Description générée automatiquement **Les stipules (structures qui se trouvent à la base du pétiole)** Diversité de fonctions et de structures : - Écailleuses : protection des bourgeons (froid, pathogène et herbivore) - Épineuses : protections contre des herbivores - Glandulaires : mutualisme - Foliacées : complément de photosynthèse des feuilles - En vrille : plantes grimpantes - Poilues : capture de rosée et protection contre le froid - Attractifs : nectaires extrafloraux **La tige** Organe à symétrie axiale, comportant : - [Nœuds ]: [ ] points d'attache des feuilles et des plantes - [Entre-nœuds :] zones entre deux nœuds - [Méristème apical :] tissu responsable de la croissance en longueur de la tige - [Méristème axillaire :] méristèmes situés dans l'angle des feuilles et responsable de la formation de rameaux latéraux **Structure primaire (croissance en longueur)** Produite par les méristèmes primaires, qui incluent les méristèmes apicaux et axillaires. La tige comporte de l'extérieur vers l'intérieur : - Épiderme et cuticule - Cortex (écorce) ; constitué principalement de parenchyme chlorophyllien - Cylindre centrale : occupe le plus grand volume de la tige il comporte une série de FLL et est principalement constitué de parenchyme médullaire (moelle) qui chez la vieille tige est parfois remplacé par une lacune - Xylème à différenciation centrifuge - Phloème superposé au xylème dans les FLL collatéraux [Dicotylédone (de l'extérieur vers l'intérieur) :] - Cortex un peu plus épais - FLL en eustèle : disposition en cercle. - Pôle de xylème à nombreux vaisseaux. - FLL est composé d'un pôle de xylème situé vers l'intérieur de la tige au quel se superpose un pôle de phloème vers l'extérieur. Souvent il existe un cordon de fibres qui se superpose au phloème vers l'extérieur  [Monocotylédone :] - Moelle très grande et cortex très peu développé - Cylindre central sclérifié en périphérie - FLL disposés en atactostèle : disposition en spirale. - FLL a une forme en V avec 2 gros vaisseaux de métaxylèmes avec entre les 2 un pôle de phloème et une grosse lacune qui est un pôle de protoxylème résorbé Une image contenant art, motif, cercle Description générée automatiquement **Structure du pôle de xylème** Mis en place par un procambium  **Méristème apical de tige** 3 types de méristèmes : - Protoderme : forme l'épiderme - Procambium : forme le xylème, le phloème et les fibres - Méristème fondamental : produit le cortex et parenchyme médullaire **La racine** Il n'existe qu'un méristème apical dans la racine. Il est situé dans la pointe et est protégé par une coiffe. La coiffe protège la racine contre l'abrasion. Lors de la pénétration de la racine dans le sol, la coiffe s'use progressivement, ce qui permet une lubrification et facilite la pénétration du sol. La zone pilifère est une zone de la racine comportant des poils absorbants, qui ont pour fonction d'augmenter la surface de contact avec le substrat. Les poils absorbants sont présents sur les jeunes racines, en amont de cette zone, la racine n'en comporte plus. Une image contenant capture d'écran, diagramme, conception Description générée automatiquement **Méristème apical d'une racine** Dans la coiffe il y a des cellules munies de grains d'amidon appelées [statolithes]. Ces grains ont tendance à précipiter dans la cellule, elles jouent un rôle dans le géotropisme positif de la racine. Le gradient de concentration de ces grains indique la direction du bas et du haut. **Coupe transversale dans une racine de dicotylédone**  Le cylindre central est plus réduit qu'une tige et donc cortex plus grand. L'assise pilifère n'est pas visible sur cette coupe car elle disparait. Quand elle a disparu la couche la plus externe est l'assise subéreuse (paroi secondaire épaissie et imprégné de subérine qui est imperméabilisant) qui est unistrate. Le cortex est constitué de parenchyme amylifères. **Cylindre central d'une dicotylédone** Une image contenant art, cercle, capture d'écran, motif Description générée automatiquement L'endoderme (unistrate) est la couche la plus interne du cortex. Le péricycle (unistrate) est la couche la plus externe du cylindre central. Plusieurs pôles de phloème et de xylème sont alternés et non superposés. La différenciation des pôles de xylème est centripète. **Coupe transversale dans une racine de monocotylédone**  Subéroïde = assise subéreuse. **Différence racine de dicotylédone et monocotylédone** - Les dicotylédones ont moins de pôles de xylème et de phloème dans le cylindre central que les monocotylédones. - Le cylindre central des dicotylédones est plus petit que chez les monocotylédones. - Chez les monocotylédones il y a du parenchyme médullaire au centre de la racine, pas chez les dicotylédones. **Voies de transport de l'eau dans la racine** L'eau une fois absorbée par les poils absorbant peut voyager à travers le cortex de 2 manières différentes. - [Voie apoplastique :] En utilisant les parois cellulaires sans jamais entrer dans la cellule. - [Voie symplastique :] En pénétrant franchissant la membrane cellulaire et pénétrant l'intérieur des cellules. Une fois que l'eau atteint l'endoderme elle doit emprunter la voie symplastique. Le franchissement de l'endoderme permet un tri des ions (nutriments) qui entre dans le cylindre central. **Endoderme** Assise unistrate, cellules jointives. Ces cellules possèdent un épaississement de subérine sous forme de bandes appelées [Bandes de Caspary]. Comme elle est imperméable elle force l'eau à pénétrer la cellule. C'est à ce moment là que la cellule effectue un tri des ions. Les métaux lourds vont être bloqué à ce niveau. Chez les dicotylédones l'épaississement est sous forme de cadre. Chez les monocotylédones l'épaississement est en fer à cheval. Une image contenant diagramme, ligne, conception, origami Description générée automatiquement **Caractéristiques générales d'une racine communes aux dicotylédones et monocotylédones** - Différenciation centripète - Xylème et phloème alternés - Cylindre central réduit - Présence d'endoderme et de péricycle - Présence d'une assise pilifère **Ramifications racinaires** Les ramifications sont générées par l'entrée en mitose de certaines cellules du péricycle. La ramification perfore littéralement le cortex et l'assise subéreuse pour les monocot et le rhizoderme pour les dicots. **Le collet** Jonction entre l'appareil racinaire et l'appareil aérien. À ce niveau on observe une disparition de l'endoderme, et les tissus vasculaires (xylème et phloème) subissent une réorganisation spatiale. Cette transition permet à la plante de relier efficacement les racines et l'appareil aérien. **Structure secondaire de la tige (épaississement)** Seulement chez les dicotylédones. La [croissance secondaire], c'est la croissance en épaisseur (en diamètre) des tiges et racines. Elle est produite par l'activité des méristèmes secondaires (latéraux) qui sont les cambiums. Dans la tige il y a deux types de cambium : - [Cambium vasculaire] : à la limite externe du cylindre central, entre les pôles de phloème (vers l'extérieur de la tige) et de xylème (vers l'intérieur de la tige). Il élabore les tissus conducteurs secondaires de la tige, donc le xylème et le phloème secondaire. - [Phellogène :] c'est le cambium subéro-phellodermique, il est immédiatement sous l'épiderme. Il élabore le revêtement secondaire de la tige appelé le périderme. Parce que l'épiderme n'arrive pas à suivre la croissance de la tige elle doit donc faire un revêtement secondaire tout au long de sa vie. **Cambium vasculaire** Assise unistrate qui a une forme cylindrique. Division dans le plan tangentielle. Les cellules de xylème sont produites vers l'intérieur et les cellules de phloème vers l'extérieur.  Les cellules de xylème secondaire peuvent être des éléments de vaisseau ou des fibres et les cellules de phloème secondaire peuvent être des éléments de tubes criblés, des cellules compagnes et des fibres. Une image contenant capture d'écran, motif, bleu vert, art Description générée automatiquement **Phellogène (cambium subéro-phellodermique)** Le phellogène produit vers l'extérieur du suber qui est un tissu de revêtement constitué de cellule morte à paroi secondaire épaissie et imprégné de subérine qui imperméabilise et vers l'intérieur du phelloderme (=parenchyme cortical secondaire) Le périderme est le suber, le phellogène et le phelloderme. L'écorce c'est le périderme et le liber (phloème secondaire). C'est-à-dire tout ce qui est à l'extérieur du cambium vasculaire. **Lenticelles** Le périderme est imperméable à l'oxygène, mais les tissus profonds doivent pouvoir respirer, c'est pourquoi il existe des lenticelles qui sont des déchirures dans le périderme et qui ont pour fonction de faire des échanges gazeux. C'est le compromis entre protection et respiration.  **Rhytidome** L'ensemble des couches successives de périderme qui se forment dans le liber. Le déclenchement et la fréquence de mise en place de nouvelles assises phellogènes et l'aspect du rhytidome sont très variables selon les espèces. L'activité du cambium varie en fonction de la saison. Elle cesse pendant la mauvaise saison et est maximale à la bonne saison. Dans les climats à saisonnalité marquée on observe des cernes de croissances. Une image contenant capture d'écran, motif, tissu, conception Description générée automatiquement. Les cellules mises en place au printemps ont une paroi beaucoup moins épaisse et un calibre de conduction important. Celles mises en place en été ont une paroi beaucoup plus épaisse mais sont moins actives au niveau de la conduction. Chaque année c'est le même système, formations d'anneaux concentriques appelés cernes de croissance. La largeur des cernes varie d'une année à l'autre et est influencé par les conditions de vie de l'arbre. Influencé par le climat et des perturbations, comme un feu de forêt, présence de compétiteurs. Ex : une coupe des arbres alentours qui ferait qu'il y a plus d'accès à la lumière. **Résumé**  **Couches dans la tige (en partant du centre)** - [Duramen :] un bois de cœur au centre du tronc, c'est du xylème secondaire qui n'est plus actif. Sa coloration est due à des métabolites secondaires qui le rendent imputrescible (non attaquable par les champignons). - [Aubier :] bois d'aubier ou bois blanc. C'est un xylème secondaire actif du point de vue du transport de l'eau. - [Cambium vasculaire] - [Phloème secondaire ou liber :] beaucoup plus mince que le bois. - [Périderme] **3 plans de coupe possible dans l'analyse du xylème secondaire** - [Plan transversal] : perpendiculaire à l'axe du tronc (couper le tronc en rondelle), on distingue clairement les vaisseaux et les fibres. On peut différencier les gymnospermes (conifères) des angiospermes (feuillus). Le bois des conifères est homoxylé, il n'y a donc que des trachéides. Le bois des feuillus est hétéroxylé, il y a des vaisseaux et des fibres. Une image contenant capture d'écran, bois, marron, tanner Description générée automatiquement - [Plan tangentiel :] parallèle à l'axe du tronc. On peut voir les vaisseaux allongés et les fibres parallèles à ces vaisseaux. - [Plan radial :] passe par un rayon du tronc. Comme plan tangentiel mais passe par son centre. On voit les fibres et les vaisseaux mais aussi les rayons de bois, des cellules allongées radialement qui assurent la commutation et le transport entre la périphérie et la profondeur de ce tronc.  **Dendrochronologie** Science qui met en application le fait que l'on puisse voir la vie d'un arbre avec la largeur des cernes de son tronc. Elle permet de dater des pièces de bois sur base de la séquence caractéristique avec les différentes largeurs de cernes. Elle permet aussi de reconstituer des climats du passé sur base de cela. **Chez les monocotylédones** Il n'y a pas de croissance secondaire véritable. Les palmiers ont un stipe qui ne s'épaissit pas. Un [stipe] cylindrique est un emboitement de gaines foliaires sclérifiées. Le bambou est aussi un monocotylédone, il n'a pas de croissance secondaire, seulement des nœuds et des entre-nœuds et des feuilles. **Transformation d'organes** 1. Transformations de la feuille (feuille et tige pour défense) Certaines feuilles se transforment pour assurer des fonctions spécifiques comme : - Accrochage : des feuilles ou des parties de feuilles se modifient permettant à la plante de grimper et de se fixer à des supports. Cela favorise son développement vertical. - Défense : stipules en épines à a base des bourgeons axillaires, feuilles qui se modifient en épines et excroissances épidermiques sur la tige en forme d'aiguillons.  - Réserves d'eau : certaines plantes ont des feuilles modifiées en organes de stockage d'eau. Ces feuilles sont appelées [crassulescentes], elles sont épaisses et contiennent du parenchyme aquifère pour retenir l'eau. - Attraction : feuilles modifiées qui ont une couleur et un aspect différent du reste des feuilles de la plante, appelées des [bractées colorées]. - Piège : feuilles modifiées en urnes pleines d'enzyme de digestion pour piégé des insectes. 2. Transformation de la tige Certaines tiges se transforment pour assurer des fonctions spécifiques comme la photosynthèse et : - Réserves et dispersion : les tiges subissent diverses modifications pour assurer le stockage de réserves et dispersion de la plante : - Stolons : tiges aériennes rampantes qui s'enracinent aux nœuds pour former de nouvelles plantes. - Rhizomes : tiges souterraines épaisses qui stockent des réserves nutritives. Ex : le gingembre - Tubercules : tiges souterraines qui stockent l'amidon dans leurs tissus. Les bourgeons latéraux peuvent donner naissance à de nouvelles plantes. Ex : la pomme de terre - Cormes : structures épaissies et compactent qui stockent des réserves nutrituves, notamment dans leurs feuilles modifiées - Une image contenant légume, légume racine, produits, Aliments naturels Description générée automatiquement - Bulbes : tiges souterraines modifiées entourées de feuilles épaissies et tubérisées (écailles) qui stockent des réserves nutritives. Ex : l'oignon - Bulbilles : petits clones végétatifs formés sur la plante mère, capable de se détacher pour devenir des individus autonomes identiques. - Racines adventives et aériennes : une partie de la tige qui se différencie et fait des racines. Chez le maïs les racines adventives renforcent l'ancrage de la plante dans le sol. Chez le lierre, les racines crampons-aériennes assurent l'accrochage de la plante sur des surfaces verticales 4. **Taxonomie et systématique phylogénétique** **Hiérarchies des taxons (Carl Von Liné)** Système de classification hiérarchisé qui comporte au moins 8 niveaux (taxons) : Domaine -\> Division (pour les plantes et Phylum pour les animaux) -\> Classe -\> Ordre -\> Famille -\> Sous-famille -\> Genre -\> Espèce L'idée que le monde se partage en un ensemble appelé animaux et un autre appelé végétaux est fausse. Cette idée n'était pas fondée sur du vide, à première vue :  Mais c'est faux car l'histoire du vivant est plus complexe. Exemples pour illustrer : **Chlamydomonas** À l'échelle unicellulaire, les atributs « animaux » et « végétaux » sont souvent mélangés. Les chlamydomonas ont des membres, une mobilité et des organes de sens (caractères animaux) mais ils ne capturent pas de proies, ils ont une forme indéfinie, une paroi cellulaire et font la photosynthèse (caractères végétaux). Une image contenant fruit, dessin Description générée automatiquement **Euglènes** Passent d'un mode de vie autotrophee à un mode de vie prédateur quand ils sont dans l'obscurité. Les euglènes ont des membres, une mobilité, des organes de sens et sont capables d'ingérer des proies (caractères animaux) mais ils sont aussi capables de faire de la photosynthèse (caractère végétal). Ce sont des uniellulaires flagellés qui possède un stigma (organe qui permet de percevoir la lumière). Ils ont des chloroplastes quand on les cultive à la lumière, dans l'obscurité les chloroplastes se désorganisent et a cellule adopte un comportement prédateur.  **Champignons** Les champignions ne sont ni des animaux, ni des plantes. Ils ont longtemps été étudiés en botanique car ont tous les carcatères végétaux sauf la photosynthèse. Ce sont des organismes filamenteux et leur appareil sous-terraine est le mycéllium. Les champignons sont hétérotrophes et se nourrissent par assimilation. Les filmaents du mycéllium vont libérer dans le substrat des enzymes digestives qui vont hydrolyser les molécules organiques et assimiler des petites molécules car elles peuvent entrer dans la cellule en franchissant la paroi et la membrane. Ex : le champignon libère de la cellulase qui va hydrolyser la cellulose en glucose et le champignon va absorber le glucose. **Mixotrophie** Il existe des hétérotrophes exclusifs (incapable de photosynthèse) et des photoautotrophes exclusifs (incapable de phagocytose) mais entre les deux il existe des intermédiaires appelés mixothrophes. Ils sont capables à la fois de phagocytose et de photosynthèse. Il existe plusieurs types de mixotrophies : - [Mixotrophie généraliste non-constitutive :] des hétérotrophes qui capturent des proies photosynthétiques et qui conservent leurs chloroplastes, qui continuent à faire la photosynthèse, un ceratin temps dans leur cellule. - [Mixotrophie spécialisée non-constitutive :] des hétérotrophes qui attaquent des organismes photosynthétiques pour se procurer des chloroplastes. - [Mixotrophie non-constitutive par endosymbiose :] organismes qui ingèrent des photoautotrophes entiers et qui les maintiennent en vie à l'intérieur de leur cellule. - [Mixotrophie constitutive :] des hétérotrophes qui ont leurs propres chloroplastes. Ils sont les deux. (constitutive=permanente) Exemple de mixotrophie spécialisée non-constitutive : la [kleptoplastie] chez les sacoglosses. Exemple de mixotrophie constitutive : les plantes carnivores. **Plantes ayant évolués vers une hétérotrophie stricte** - [Plantes holoparasites :] ils font des symbioses (association intime et durable entre individus hétérospécifiques) parasites avec d'autres plantes. Ce caractère est apparu plusieurs fois indépendemment, ce sont des convergences évolutives. - [Plantes mycohétérotrophes :] ils font des symbioses parasites avec des champignons. Convergence évolutive. **Les règnes de Margulis et Whittaker** On passe de 2 règnes à 5 règnes qui tiennent compte des différences trophiques mais système encore très arbitraire. Les 5 règnes sont : Une image contenant texte, capture d'écran, Police Description générée automatiquement Ce système présente les mêmes défauts que le système à 2 règnes : il se base sur des caractères arbitraires, sans hypothèse évolutive forte. **Distinction unicelluliares et pluricellulaires** Cette distinction n'a plus de sens. Les progrès de la microscopie ont depuis longtemps rendu cett evision obsolète. Dans le monde des algues vertes, un unicellulaire comme chlamydomona est très apparenté à des organismes pluricelluliaires dont les cellules vivent en colonies permanentes. Ce sont des flagellés dont le nombre de cellules dans la colonie est fixe selon les espèces. Ces colonies sont appelées des [cénobes]. Il existe même des cénobes comporants des centaines de cellules, elles forment de grosses sphères (ex : volvox). Tous ces organismes sont eux-mêmes très apparentés à des algues vertes macroscopiques pluricelluliares. Distinguer les unicelluliares des pluricellulaires n'a pas de sens dans un cas pareil. **Eucaryotes et procaryotes** Ces deux groupes restent distinguable d'un point de vue évolutif. **Classifications artificielles** Les classifiications artificielles restent nénmoins très utiles. Exemple : - Fruits à confiture : taille et couleur. Permet de les reconnaitre et de les différencier. Très pratique pour des clés d'identification dichotomiques des espèces. Même si la couleur des fruits est un caractère qui est très instable et peut varier fortement au sein d'une même espèce. Ce caractère ne permet donc pas de classer des espèces. **Systématique phylogénétique** Classer/regrouper les espèces en fonction de leurs liens de parenté (phylogénétiques). Reconstruire l'histoire de la diversification et regrouper les organismes ayant un ancêtre en commun. L'évolution est un fait scientifique. Un fait est une théorie ou hypothèse cohérentes avec un nombre tellement élevé d'études scientifiques qu'elle peut être considérée comme établie, jusqu'à preuve du contraire. **Rappel sur les mécanismes de l'évolution biologique** On distingue la microévolution de la macroévolution. [Microévolution ]: modification de fréquneces alléliques d'une génération à l'autre dans une population (ensemble d'individu appartenant à la même espèce vivant dans un endroit donné à un moment donné). La microévolution apparait lorsqu'il y a un déséquilibre dans le modèle de Hardy-Weinberg qui est : - Absence de séléction naturelle - Population de grande taille - Panmixie, tous les individus ont la même probabilité de se reproduire - Absence de flux génique - Absence de mutations Il y aura donc un de 5 critères ci-dessus qui ne sera pas respecté : - Sélection naturelle - Taille de la population finie - Pas de panmixie, une population qui n'a pas une probabilité égale de se reproduire - Flux génique entre populations (apport d'allèles extérieurs venant d'autres populations) - Mutation (source de variation allélique) La sélection naturelle mène vers une évolution adaptative, sélection dans la population des géntypes qui sont le plus performants en terme de succès reproducteur. Un grand nombre d'individu et une grande variabilité génétique favorisent la possibilité qu'il y ait une évolution adaptative. Évolution neutre dans les cas où il n'y a pas beaucoup d'individu et donc peu de variabilité génétique, car peu de choix pour la séléction naturelle. Dans ce cas-ci c'est surtout la dérive génique et donc le hasard qui va jouer. Ex : goulot d'étranglement, une diminution rapide et drastique du nombre d'individu dans une population. On distingue 3 types de sélection : - Stabilisatrice : milieu stable où les génotypes extrêmes seront contre-sélectionés. Sélcetion de génotypes de plus en plus moyen d'une année à l'autre. - Directionnelle : changement progressif dans les conditions du milieu qui s'accompagne par un changement progressif dans la fréquences alléliques. À long terme cela peut mener à l'anagenèse, que la population ancestrale devienne une nouvelle espèce. - Diversifiante : arrive parce qu'il y a une barrière au flux génique, comme une barrière physique (cladogénèse allopatrique). L'une des deux populations va rester dans des conditions de milieu inchangées. Entre temps la population qui s'est séparée de la population de base aura subi des mécanismes de microévolution et au cours du temps deviendra une nouvelle espèce. On aura donc une espèce A qui se divisera en la même espèce A et une nouvelle espèce B. On appelle cela la cladogénèse, un mode de spéciation qui amène vers une nouvelle espèce. Dès qu'il y a une barrière au flux génique, on parle de spéciation. La spéciation fait le lien entre la microévolution et la macroévolution, où l'on observe la génération de nouvelles espèces, genres, familles, etc.. **Notions importantes** - Caractère : tous les attributs visibles, observables, mesurables d'un organisme vivant. Ex : une couleur - État de caractère : différentes valeurs que peuvent prendre un caractère. Ex : rouge, bleu vert, etc... - Polarisation des caractères : c'est la distinction entre les états archïques dits plésiomorphes et les états dérivés dits apomorphes. Seul le paratge d'état dérivé permet de propser des regruoements et rapprochés des organismes. Ex : au sein des eucaryotes les animaux et les champignons partagent 2 états de caractères dérivés, argument en faveur d'une hypothèse qu'animaux et champignons sont groupes-frères. **Retrouver un état archaïque ou dérivé** 1. Par raisonnement logique : l'état archaïque est souvent l'état le plus simple. Ex : unicellularité est une plésiomorphie et la pluricellularité est une apomorphie. 2. Par l'examen des fossiles : examiner des fossiles datés. 3. Par utilisation d'un groupe extérieur : un exemple théorique : 4 fleurs, 3 caractères qui ont chacun 2 états. La couleur de la corole peut être soit bleu soit rose, la forme de la feuille peut être soit ovale soit en cœur et le nombre de pétale peut être de 5 ou de 12.  Comment savoir sur quel caractère se baser pour faire des regroupements ? 2 approches **Regroupement basé sur les distances phénétiques** Calculer les distances phénétiques (le nombre de différence) entre les 4 organismes. On va construire une matrice de distance. La distance phénétique entre A et A vaut 0, celle entre A et B vaut 2, celle entre A et C vaut 3, etc... Une image contenant texte, nombre, capture d'écran, Police Description générée automatiquement **Regroupement basé sur des (dis)similarités de caractères multiples (analyse de classification)**  Il nous faut plus d'informations pour pouvoir établir lequel de ces 2 arbres est le plus plausible. Une image contenant origami, conception Description générée automatiquement Il faut rechercher un témoin archaïque, par exemple un genre proche de A-B-C-D. On sait que Y a divergé avant la divergence de A-B-C-D qui appartiennent au genre X. Il doit donc ressembler « assez fort » à l'ancêtre commun du genre X. donc les états de caractère du groupe extérieur Y qui sont communs avec ceux du genre X montrent les états archaïques au sein du genre du genre X.  Une image contenant texte, fleur Description générée automatiquement Comme la divergence de Y et du genre X est arrivée avant la divergence des espèces au sein du genre X, on peut voir que les similarités entre Y et X sont des états archaïques. Les états de caractères 12 pétales et feuilles en cœur sont des états de carcatères archaïques. On sait donc que les états de carctères 5 pétales et feuilles en ovales sont des états dérivés, donc comme ça :  Chaque apomorphie définit un taxon. **Groupe** Une image contenant texte, capture d'écran, diagramme, ligne Description générée automatiquement - [Monophylétique] : regroupe un ancêtre commun et tous ses descendants - [Paraphylétique] : regroupe un ancêtre commun mais pas tous ses descendants - [Polyphylétiques] : regroupe des organismes qui ne partagent pas un ancêtre commun récent, basé sur des caractères similaires, souvent dus à une convergence évolutive. **Homoplasies** Ressemblances qui ne sont pas des homologies de descendance. - [Évolution parallèle] : évolution indépendante de caractéristiques similaires à partir d\'une même condition ancestrale. - [Évolution convergente] : évolution indépendante d\'une même caractéristique, mais à partir de conditions ancestrales différentes. - [Réversion évolutive] : retour à une condition ancestrale après une divergence évolutive. Perte secondaire d'un état de caractère évolué.  **ADN et systématique phylogénétique** Les séquences d'ADN se prêtent bien à la systématique phylogénétique, parce que chaque position sur une séquence est au fond un caractère qui peut prendre 4 états possibles (A, C, T et G). Il est tout à fait possible de reconstruire une phylogénie sur base de l'ADN. **Difficultés liées aux données génétiques pour construire des phylogénies** - [Hémiplasie ]: les lignées génétiques peuvent diverger avant la séparation des espèces, entrainant une discordance entre les arbres génétiques et les arbres d'espèces. - [Hybridation ]: mélange génétique entre espèces ou populations qui interfère avec les phylogénies traditionelles, car des gènes peuvent être partagés sans relation de descendance stricte. - [Transfert horizontal de gènes ]: les gènes peuvent être échnagés entre espèces non apparentées. Une image contenant texte, diagramme, ligne, Police Description générée automatiquement **Apomorphie des archées** - Les membranes plasmatiques des archées sont composées d\'une monocouche d\'étherlipides. Cette structure est adaptée aux conditions environnementales extrêmes, notamment les températures élevées. Les étherlipides, caractérisés par des liaisons éther (C-O-C), confèrent une plus grande stabilité chimique par rapport aux liaisons ester. - Les bactéries possèdent une bicouche phospholipidique qui est l'état arcaïque. Les phospholipides incluent des liaisons ester (C=O-O), moins stables en conditions extrêmes. **Phylogénie des eucaryotes** Polytomie donc plusieurs branches qui divergent à partir du même point reflète que nous sommes incertains de l'ordre d'apparition des diversifications.  5. **Mycétozoaires et eumycètes (=fungi)** Deux grands groupes d'Eucaryotes se distinguent quivant qu'il y ait eu ou non un deuxième événement d'endosymbiose : - Les Unikontes (mitochondries) apomorphie : une cellule à un seul flagelle propulseur. - Les Bikontes (mitochondries et chloroplastes) apomorphie : une cellule à 2 flagelles tracteurs. Les chloroplastes les plus archaïques se trouvent dans la lignée des Archéoplastidés. **Distinction métabolique Unikontes et Bikontes** - Unikontes : chimio-organo-hétérotrophe. Les réactions chimiques sont la source d'énergie, source d'électrons de composés organiques et source de carbone organique. - Bikontes : photo-litho-autotrophe. La lumière est la source d'énergie, source d'électrons de composés inorganiques et source de carbone inorganique (CO~2~). Les Bikontes comprennent l'ensemble des lignées d'organismes possédant des chloroplastes, ainsi que certaines lignées les ayant secondairement perdus. **Amœbozoaire** Une image contenant texte, capture d'écran, ligne, Rectangle Description générée automatiquement Le groupe des Tubulinés et Entamibes contient des protozoaires (type spécifique d'eucaryotes unicellulaires souvent mobiles et hétérotrophes) phagocytaires (se nourrit par phagocytose), parasites ou pathogènes qui se déplacent avec des pseudopodes (extension temporaire du cytoplasme qui permet de se déplacer). Le groupe des Mycétozoaires contient des unicellulaires amiboïdes phagocytaires qui peuvent former des plasmodes (organismes cytoplasmiques multinucléés) ou des colonies pluricellulaires. Ils débutent leur cycle sous forme de cellules unicellulaires appelés amibes. Ce sont des cellules capables de changer de forme grâce à des pseudopodes. **Opisthocontes**  Caractère dérivé propre au sein des Unikontes : chitine qui est un polymère d'acétylglucosamine. On va la trouver dans les parois cellulaires ou à la surface des organismes comme exosquelette. Une image contenant texte, capture d'écran, diagramme Description générée automatiquement **Eumycètes (dans Opisthocontes)** Caractères dérivés propres au sein des Opisthocontes : - Hétérotrophie par assimilation - Paroi cellulaire rigide imprégné de chitine - Appareil végétatif filamenteux : mycélium fait de hyphes (filaments) Divergence avec les animaux il y a environ 1 à 1,5 milliard d'années. Les plus anciens fossiles d'eumycètes terrestres datent de l'Ordovicien, il y a environ 460 millions d'années. Précède l'apparition des plantes terrestres vasculaires. [Explication de l'hétérotrophie par assimilation :]  [Mycélium :] Appareil végétatif filamenteux. Il explore le substrat, sécrète des enzymes digestives et absorbe les nutriments. Il peut être cloisonné ou non : - Hyphe cloisonné (septé) -\> Ascomycètes et Basidiomycètes Une image contenant ligne Description générée automatiquement - Hyphe coenocytique (siphonné) -\> Zygomycètes et Chytridiomycètes  **Les différents modes de vie** 1. Les saprophytes Se nourrissent de matière organique morte. Ils ont un arsenal enzymatique développé pour dégrader des molécules complexes en monomères. 2. Les symbioses parasites et agents pathogènes Se nourrissent de matière organique vivante (plante ou animal). Ils se nourrissent aux dépens d'organismes vivants. Ils sont la cause de nombreuses maladies de plantes : - Rouille (Pucciniomycotina) : se nourrit des sucres fabriqués par les plantes. C'est un groupe de Basidiomycètes archaïques sans sporocarpes. Exemple : la rouille du blé (*Puccinia graminis)* où le champignon se nourrit des sucres de la feuille de la plante de blé. Le cycle de la rouille du blé implique deux plantes d'espèce différente. - Oïdium : développement mycélien blanchâtre à la surface des plantes. Se nourrit des sucres fabriqués par les plantes. (Ascomycètes) - Armillaire : parasite des arbres fruitiers qu'il va finir par tuer. (Basidiomycètes) - Ergot du seigle (Ascomycètes) - Teigne du chat : exemple de mycose. (Ascomycètes) Ils utilisent des molécules organiques simples prélevées dans leur hôte. 3. Cas de prédation Ascomycète (Arthrobotrys pas connaitre le nom) : prédateurs de nématodes. L'étrangle avec ses hyphes, le perce et le mange. Ils ont des hyphes adaptés à la prédation. 4. Les symbioses mutualistes Champignons associés avec un organisme autotrophe. L'organisme autotrophe fourni des sucres desquels le champignon se nourrit et en échange il fournit un certain nombre de services pour l'organisme. - Lichens : champignon, algue et/ou cyanobactéries. - Mycorhize : champignon et racine de plante. Une image contenant texte, capture d'écran, Police, nombre Description générée automatiquement **Dans les Eumycètes** États archaïques : flagelle et pseudomycélium (filaments non cloisonnés) donc coenocytes ou siphons. **Chytridiomycètes** - Environ 1000 espèces, toutes aquatiques - Uni ou pluricellulaires - Hyphes non cloisonnés - Zoospores flagellées - Saprophytes ou parasites Exemples de parasites : - Verrue de la pomme de terre - Chytridiomycose : sur les amphibiens. Nombreuses extinctions récentes, aussi présents en Belgique. **Zygomycètes** - Environ 1000 espèces - Groupe polyphylétique - Perte des flagelles - Hyphes non cloisonnés - Modes trophiques très variés Exemple de mode trophique : - Saprophyte : genre « Mucor » et « Rhizopus » au sein des Zygomycètes **Gloméromycètes** - Microscopiques dans le sol - Hyphes non cloisonnés - Symbiotique avec racines des plantes terrestres : endomycorhizes à vésicules et arbuscules ou VAMs (Vesiculo-Arbuscular Mycorrhiza) [Endomycorhizes à vésicules et arbuscules :] Les mycorhizes sont des structures formées par la symbiose mutualiste entre des champignons et des racines de plantes. Les Gloméromycètes forment un type particulier de mycorhizes appelés endomycorhizes à vésicules et arbuscules. Cela veut dire que les hyphes du champignon qui sont dans le sol pénètrent dans le cortex des racines et vont élaborer à l'intérieur des cellules du cortex des arbuscules et des vésicules qui envahissent toute la cellule. La plante fournie des sucres au champignon et le champignon amène des éléments minéraux, qu'il est allé chercher à grande distance, vers les racines de la plante. Concerne environ 80% des espèces de plantes (plantes terrestres et souvent herbacées). Les Gloméromycètes jouent un h-grand rôle écologique.  **Ascomycètes** - Mycélium à hyphes cloisonnés, haploïde - Souvent un sporocarpe - Sporocyste à 8 spores, l'asque - 2 sous-divisions : Taphrinomycotina et Saccharomycètes [Taphrinomycotina :] - Groupe archaïque monophylétique - 4 classes comprenant : des levures se reproduisant par fission, des parasites d'animaux et de plantes et des champignons symbiotiques. Exemple de symbiose parasitaire : la cloque du pêcher Une image contenant Pathologie végétale, arbre, feuille, Tige Description générée automatiquement [Saccharomycètes :] - Groupe monophylétique comprenant la majorité des ascomycètes connus - Grande diversité écologique : décomposeurs, symbioses parasites et mutualistes - Saccharomycotina : unicellulaires Ce sont les levures, elles comprennent *Saccharomyces cerevisiae* qui est la levure de bière, elle se reproduit par bourgeonnement. Elle est hétérotrophe et se nourrit de glucose en faisant la fermentation alcoolique : le glucose donne 2 molécules d'éthanol et 2 de CO~2~.  Elles sont utilisées pour la fabrication du pain et de la bière. Dans le pain le CO~2~ fait lever la pâte et l'éthanol s'évapore à la cuisson, dans la bière l'éthanol fait en sorte qu'il y ait de l'alcool dans la bière et le CO~2~ donne le caractère pétillant. [Pezizomycotina :] Ils sont pluricellulaires, les plus archaïques sont les *Penicillium* et les *Aspergillus*. Ce sont des champignons microscopiques de type moisissures qui ne pratiquent qu'une reproduction végétative. - Reproduction végétative Par mécanismes très efficaces de fragmentations des hyphes en conidies, en cellules isolées qui sont très facilement disséminées par le vent. Chez les *Aspergillus*, une vésicule finie par s'entourer de beaucoup de conidies. Chez les *Penicillium*, c'est un pinceau d'hyphes qui se fragmentent à leur extrémité. Une image contenant texte, diagramme, motif Description générée automatiquement Les *Penicillium* synthétise de la pénicilline, un antibiotique. Les *Aspergillus* synthétise une aflatoxine (dans moisissures), composé très toxique. Toxicité aigüe pouvant causer la mort ou chronique comme des agents cancérigènes. - Pezizomycotina à sporocarpes Structures macroscopiques dans lesquels se forment les spores. Ils ont généralement la forme de bol, ce sont des ascocarpes en apothécie (bol). Ces sporocarpes sont tapissés de sporocystes appelés asques, ils sont de formes cylindriques et font 8 spores. L'asque est l'apomorphie des Ascomycètes. **Coupe transversale dans un sporocarpe d'Ascomycètes**  **Sporocarpes à structure particulière** - Morille : saprophyte de la litière. Surface du sporocarpe formé d'alvéoles - Truffe : mycorhize du chêne. Sporocarpe a perdu sa structure en bol, souterrain et surface fertile se trouve à l'intérieur. - Ascomycètes parasitoïdes (Pezizomycotina) Production de cyclosporine, c'est un oligopeptide comportant des acides aminés dextrogyres. Cet agent immunosuppresseur très efficace est utilisé pour prévenir la réaction de rejet du greffon. Exemple : le genre *Cordyceps* (parasites de fourmis) qui sont des champignons entomopathogènes. - Ascomycètes lichénisés ou lichens L'association d'un mycobionte (ascomycète) avec un phycobionte (cyanobactéries ou algue verte) donne un Ascolichen. [Anatomie des lichens, coupe transversale dans un thalle foliacé :] Une image contenant motif, art, Motif (stylisme), broderie Description générée automatiquement Surfaces supérieure et inférieure sont constitués par des hyphes étroitement agglutiné et tellement collées les unes aux autres que la coupe transversale semble montrer un parenchyme, c'est un plectenchyme. La zone médullaire est constituée d'hyphes entrelacées lâchement agencées, ménageant entre elles de vastes espaces libres. Les cellules de l'algue sont regroupées en une couche immédiatement sous le cortex supérieur. Les lichens sont souvent accrochés au substrat par des rhizine, des hyphes qui constituent des ancrages au substrat. [Symbiose mutualiste] : l'algue fournie des sucres au champignon et le champignon fourni des métabolites défensifs appelés acides lichéniques pour protéger l'algue. La reproduction sexuée du lichen dépend uniquement du champignon, sporocarpe. [Diversité morphologique des lichens :] - Lichens crustacés (croûte)  - Lichens foliacés (feuilles) Une image contenant champignon, lichen Description générée automatiquement - Lichens fruticuleux (buisson)  Lichen des rennes : lichen abondant dans la tundra, il est consommé par des mammifères herbivores, notamment le renne. - Lichens podétiés Une image contenant champignon, Plante terrestre, vert, plante Description générée automatiquement **Particularités écologiques des lichens** Les lichens peuvent coloniser 3 grands types de substrats : - L'écorce -\> lichens corticoles - La terre -\> lichens terricoles - La roche -\> lichens saxicoles Tous les lichens sont des pionniers (premiers à coloniser), extrémophiles : - Capacité à coloniser des substrats minéraux bruts, leurs actions sur ces substrats vont préparer la colonisation par d'autres organismes. - Espèces souvent associées à une cyanobactérie donc fixatrice d'azote - Très tolérantes à la dessication et au froid, principe de reviviscence Les lichens sont sensibles à la pollution de l'air parce qu'ils n'ont ni épiderme, ni cuticule et pour pouvoir absorber de l'eau à partir de l'atmosphère, ils doivent être facilement mouillables. Cela les rend très sensibles aux polluants dans atmosphériques. Certaines espèces résistent mieux c'est pourquoi ce sont des espèces bioindicatrices de la qualité de l'air. **Basidiomycètes** - Sporocarpes de formes diverses - Apomorphie : sporocyste produisant 4 spores à sa surface appelé une baside  La baside à la forme d'une massue elle contient 2 noyaux gamétiques qui fusionnent et donnent un zygote. Il rentre immédiatement en méiose et forme 4 méiospores qui migrent à la surface de la baside et vont se mettre dans les stérigmates. Sporocarpe formé d'un pied et d'un chapeau : l'hyménium est dans la face inférieure du chapeau. Quand l'hyménium est organisé en lames, ces lames sont tapissées de basides. **Anse d'anastomose (boucle de conjugaison)** Mécanisme qui permet de garder la dicaryotie dans le mycélium secondaire quand l'hyphe s'allonge. Une image contenant clipart, capture d'écran, conception Description générée automatiquement **Trois grands types de sporocarpes chez les Basidiomycètes** [Hyménium nu : gymnocarpes.] Leur hyménium n'est jamais voilé. Exemple : clavaroïdes, polypores et mérules qui sont saprophytes de bois d'œuvre, ils s'attaquent donc aux charpentes et aux planchers.  Une image contenant plein air, champignon, arbre, plante Description générée automatiquement [Hyménium enveloppé : angiocarpes.] Leur sporocarpe renferme l'hyménium, il n'est donc jamais visible. Les spores sont libérées par déchirures ou ouverture apical (au sommet) du sporocarpe. Exemple : les vesses-de-loup. [Hyménium voilé : hémiangiocarpes.] Le sporocarpe est d'abord complétement recouvert d'un voile. Ensuite en grandissant, le sporocarpe déchire ce voile qui peut rester présent à la base du pied sous forme de sac appelé volve. Parfois, il existe un deuxième voile qui uni le chapeau au pied et qui va rester sous la forme d'un anneau. Donc l'hyménium est d'abord caché puis visible.  [L'Amanite phalloïde :] mortel, lames blanches, anneau et volve. **Hémiangiocarpes comestibles** - Girolle ou chanterelle Une image contenant champignon, herbe, Champignon médicinal, Champignon comestible Description générée automatiquement - Cèpe : fait partie des bolets, c'est-à-dire des champignons à hyménium poré  **Les basidiomycètes symbiotiques : les ectomycorhizes** Spécialement les basidiomycètes hémiangiocarpes - Les racines mycorhizées adoptent un aspect coralloïde - 2% des espèces de plantes vasculaires dont beaucoup d'arbres des régions tempérées et boréales, beaucoup dans nos régions - Groupe des Agaricales - Exemple : amanite tue-mouche et amanite phalloïde (chêne) **Endophytes fongiques** - Eumycètes symbiotiques - En majorité des Ascomycètes (rarement des Basidiomycètes) - Rôle de défense anti-herbivore ou pathogène