Module Botanique Systematic 2021/2022 PDF

Module : BOTANIQUE SYSTEMATIQUE Filière Pharmacie Semestre1 Responsable: Pr Amina BARI année universitaire: 2021/2022 Objectifs du module  Donner aux étudiants les bases générales de la botanique systématique, les intérêts et les méth...

Module : BOTANIQUE SYSTEMATIQUE Filière Pharmacie Semestre1 Responsable: Pr Amina BARI année universitaire: 2021/2022 Objectifs du module  Donner aux étudiants les bases générales de la botanique systématique, les intérêts et les méthodes de la classification botanique ;  Présenter les grandes familles botaniques de plantes vasculaires et d'intérêt pour les pharmaciens selon la dernière classification en cours des Angiospermes (Angiosperms Phylogeny group APG) ;  Préparer les étudiants à recevoir un enseignement modulaire ciblé en pharmacologie. Contenu Cours Concepts, principes et méthodes de la botanique systématique - Aperçu historique de la systématique et importance de la classification du vivant. - Catégories et hiérarchies taxinomiques. - Concepts de la classification et de la nomenclature. - Critères modernes de classification. Classification des principaux groupes botaniques vasculaires actuels - Embranchement des Ptéridophytes. - Embranchement des Spermaphytes. - Etude des caractères distinctifs permettant d’identifier les principaux représentants de chaque groupe ci-dessus à partir des caractères morphologiques des genres types. - Choix des espèces médicinales les plus remarquables et des familles représentatives, en précisant leurs principaux caractères et leurs usages. Travaux dirigés et travaux pratiques  La réalisation d'un herbier personnel de plantes médicinales  Travaux pratiques : analyse florale  Excursion : Reconnaitre les plantes médicinales et les plantes toxiques  TD sur des thématiques diverses relatives au monde végétal Chapitre I: Systématique végétale: Concepts, principes et méthodes Introduction L’Homo sapiens L. a toujours été lié à la nature environnante, il y a puisé toutes les ressources nécessaires à sa survie et à son bien-être. L’élément végétal est une composante principale qui lui a permis de :  s’alimenter et se soigner (graines, légumes, fruits, épices, tiges et racines, feuilles, latex, sève pour boissons…);  se vêtir (fibres textiles); s’abriter (matériaux pour construction);  s’équiper (matériaux à usage technique : liège, latex, résines, chasse, pêche…); se déplacer;  se détendre (instruments de musique, paysages naturels, jardins…)  s’inspirer et créer…plantes du patrimoine. Le monde végétal est une composante essentielle de la nature. Il représente les producteurs primaires et l’assurance de survie et du bien-être de l’humanité. Ce monde est tellement diversifié, d’où l’intérêt de reconnaître et de classer. Les premières recherches ont touché l’intérêt pratique. Quant à la communauté scientifique, depuis l’antiquité, connaitre et classer, chercher à comprendre et à interpréter l’ordre de la nature n’ont jamais cessé de la préoccuper. En outre, l’exploration des potentialités du monde végétal par des outils scientifiques adéquats a largement contribué au progrès de l’humanité dans plusieurs domaines (médecine, agriculture, bioindustrie, biotechnologie, etc.). A travers les âges, Les secrets de la nature ont été mieux élucidés. Or, actuellement et face à l’expansion démographique, l’augmentation de la productivité se fait au dépens des ressources naturelles (eau, sol, faune et flore des écosystèmes naturels). La pression sur les ressources naturelles devient alarmante. Phénomène auquel s’ajoutent la sécheresse et les aléas climatiques. Les conséquences sont désastreuses (désertification, famine, inondations, etc.,) Une prise de conscience mondiale a émergée depuis le sommet de la terre de Rio en 1992. La préservation de la biodiversité (diversité biologique animale et végétale) incombe à chaque pays, qui est seul responsable de la gestion et de la préservation de son patrimoine naturel et culturel. A l’instar des autres pays, le Maroc a élaboré sa stratégie nationale de gestion et de conservation de sa biodiversité. Mais, pour son application, cette stratégie nécessite des ressources humaines et matérielles importantes! La Botanique systématique ou systématique des plantes a subi de profondes transformations au cours des dernières décennies. Des théories et des méthodes nouvelles ont rendu possible une meilleure connaissance de la diversité végétale. En même temps la prise de conscience des menaces qui pèsent sur la biodiversité globale a suscité beaucoup d’études sur la flore. De nos jours, on assiste au retour vers le monde végétal dans les domaines de la santé. I. Définitions La Systématique est la science de la description et de l’explication de l’origine de la diversité des formes vivantes. Elle implique la découverte, la description et l’interprétation de la diversité biologique, ainsi que la synthèse de ces informations sous forme de systèmes de classification. Le but est la description, l’identification, la nomenclature et le classement des taxons suivant un ordre rationnel. II. Intérêt et Applications de la systématique « Comprendre la nature pour en parler et pour mieux l’utiliser » Outre l’importance dans la connaissance de la diversité du monde végétal, la systématique présente un intérêt pratique pour l’exploitation correcte des ressources végétales dans les domaines de:  La pharmacologie « Étudier la vie pour améliorer la vie » Exploitation des propriétés du monde végétal (mécanismes de défense) au service de la santé humaine (découverte et utilisation pharmaceutique) des propriétés thérapeutiques. Validation scientifique des données de la pharmacopée traditionnelle et applications pharmaceutiques.   L’agriculture, Sélection et amélioration des plantes. Par exemple trouver des parents sauvages d’une plante cultivée et croisements pour améliorer la productivité, le goût ou la résistance aux maladies.  L’horticulture, la sylviculture  Les sciences biologiques de l’environnement Diversité, biologie de la conservation, écologie, écologie appliquée, particulièrement dans la sauvegarde des paysages et de la biodiversité. Exemple: pour connaitre l’état de dégradation des milieux, on établit la liste des espèces et leur abondance relative. Toutes les décisions à prendre en matière de protection des milieux dépendent d’une bonne connaissance de leur biodiversité (diversité des êtres vivants animaux et végétaux).  L’ethnobotanique Relation entre l’homme et les plantes, utilisation au cours des temps, pratiques traditionnelles de culture, découverte des propriétés (médicinales, toxiques, magiques, etc.)  Le patrimoine: la diversité biologique a forgé la diversité des paysages et culturelle.  La compréhension de l’adaptation, la diversification et la spéciation, la biogéographie...) III. Notion d’espèce et systématique III.1 Définitions et concepts L’espèce est l’unité de base de la systématique. Plusieurs concepts existent en fonction de l’évolution de la notion d’espèce. III.1.1 Concept typologique Le plus ancien, basé sur le critère morphologique (ressemblance) et la fixité des espèces (Linné; Cuvier). Pour Cuvier 1769-1832 « l’espèce est une collection de tous les corps organisés nés les uns des autres ou de parents communs et de ceux qui leur ressemblent autant qu’ils se ressemblent entre eux ». Définition basée sur le critère morphologique : concept phénétique (phénotypique) de l’espèce. Si l’espèce est l’unité de base de la systématique, le taxon (genre, espèce, etc.) est l'entité qui regroupe les organismes possédant en commun certains caractères taxinomiques(ou taxonomiques) ou diagnostiques. III.1.2 Concept biologique La variabilité de l’espèce est la règle, ainsi que le polymorphisme. L'espèce biologique : Il s'agit d'un groupe de spécimens qui partagent le même patrimoine génétique (notion d’interfécondité). Pour Mayr, 1963 « l’espèce se compose de populations naturelles qui sont réellement ou potentiellement capables de se reproduire entre elles et qui ne se reproduisent pas avec d’autres groupes dont elles demeurent sexuellement isolées ». Le concept biologique de l’espèce est surtout valable en zoologie. Dans le monde végétal, il arrive que les croisements entre espèces différentes morphologiquement, mais isolées géographiquement donnent des hybrides fertiles. Exemples :Platanus orientalis X Platanus occidentalis = hybride fertile D’où le concept de l’espèce phylogénétique : Histoire évolutive unique pour les espèces isolées géographiquement. III.2 variabilité de l’espèce III.2.1 Niveaux de variabilité de l’espèce Les espèces ne sont pas des entités fixes et immuables, la variabilité d’une espèce se manifeste à plusieurs niveaux : celui de l’aire spécifique entre les populations; celui de la population, entre individus (variabilité interindividuelle); celui de l’individu (variabilité intraindividuelle); entre organes de même nature, dans l’espace et dans le temps; entre tissus de l’individu; entre cellules d’un méristème, d’un tissu, entre cellules mères de spores d’un même sporange, grains de pollen d’une anthère ou d’un sac pollinique. III.2.2 Conclusion C’est quoi une espèce? Seul l’individu à une existence concrète, l’espèce est un concept. C’est sur un ensemble de caractères qu’il faut se baser pour reconnaitre des lignées indépendantes et bien définies, c’est- à - dire des ressemblances au sens large des caractères morphologiques, biochimiques, physiologiques, cytologiques, sexuels, chromosomiques, moléculaires, écologiques, etc. III.3 Catégories et hiérarchie taxinomiques III.3.1 Niveaux taxonomiques Les organismes sont groupés en rangs taxonomiques, répartis de façon hiérarchique: Règne/Embranchement/Classe/Ordre/Famille/Genre/Espèce (RECOFGE) III.4 Nomenclature binaire ou binomiale En taxinomie (botanique ou zoologie), le nom scientifique (binominal, ou binôme) d’une plante ou d’un animal est en latin. Il provient de la combinaison de deux mots : - le 1er est celui du genre et sa première lettre est en majuscule - Le 2ème est celui de l’espèce Cette nomenclature a été inventée par Linné au cours du 18ème siècle. IV. Historique de la systématique et des systèmes de classification Différent systèmes de classification se sont succédés en fonction de l’évolution de la notion d’espèce, des critères et des moyens de reconnaissance et d’identification. Voici quelques étapes : IV.1 Système artificiel Les premières classifications étaient artificielles (critères choisis arbitrairement par l’auteur). C’est le cas des classifications utilitaires ou vernaculaires IV.1.1 Av J.C, la période Gréco-Romaine jusqu’au Moyen Age Théophraste (370-285 A.J.) père de la botanique. Il a classé 500 plantes selon le port (arbres, arbustes, arbrisseaux, herbacé), leur feuillage (caduc ou persistant) et leur écologie (terrestres ou aquatiques). Pline (23-79), son Historia naturaliste (37 vol.) neuf vol. traitent des plantes médicinales. Dioscoride (1er siècle), Materia midica décrit 600 plantes médicinales, ouvrage qui fit référence en médecine pendant 1500 ans. IV.1.2 Age médiéval (du 5ème au 15ème siècle) IV.1.2.1 En Europe, régression Albert Magnus (1193-1280) fut le premier à différentier les Monocotylédones des Dicotylédones. IV.1.2.2 Apport de la civilisation Arabo-musulmane C’est l’âge d’or de la civilisation arabo-musulmane, encouragement des califes et des princes et grand apport en médecine et pharmacopée par de grands savants. Ibn Sina ou Avicenne (980-1037): « Kitab Al Qanûn fi Tibb « ouvrage, considéré comme l'un des plus importants ouvrages écrits en médecine, servira de livre de base de l'enseignement de la médecine en Europe jusqu'au début du 18e S. La civilisation arabo-musulmane a grandement contribué à l’avancement de la botanique X, XI, XII…Al Biruni (973-1050) morphologie et écologie de nombreuses plantes « kitab a-saydala », Abou elkheir El Ichbilili et d’autres (planche 2). Précurseurs de la renaissance en Europe, médecine, agriculture, gestion de l’eau, acclimatation et conservation de nombreuses espèces végétales dans des jardins botaniques, etc. IV.2 Classifications scientifiques Renaissance 15ème, 16ème au 18ème siècle Invention de l’imprimerie, de la loupe et l’exploration du monde, avec un grand nombre de plantes nouvelles, un nouveau système pour les classer s’impose. Le plus grand apport de l’époque fut celui du suédois Carl Von Linné (1707-1778), professeur, médecin et naturaliste. En 1753, il publia « Species Plantarum » une encyclopédie de 23 volumes où il a classé 6000 espèces, groupées en 1000 genres grâce à l’invention de système de nomenclature binomial. « Dieu a crée, Linné a classé! ». S’exclamaient ses contemporains. IV.3 Classifications naturelles et systématique moderne A la fin du 18ème et début du 19ème, avec les explorations de régions nouvelles, un nouveau système pour combler les lacunes du système de Linné est mis en place par les botanistes de l’époque qui ont constaté des affinités naturelles entre les espèces. Désormais, on a recours à un maximum de caractères hiérarchisés. Ce sont les premiers fondements de la systématique moderne. Exemples de systèmes de classification moderne Michel Adanson 1763 base sa méthode sur l’ensemble des caractères d’une plante. Les Jussieu, 1789 reprennent la méthode d’Adanson en étudiant les affinités entre les végétaux. La systématique fera appel à un ensemble de caractères hiérarchisés. (ils rassemblent les plantes en familles selon leurs affinités naturelles).Utilisation des caractères de la plante entière. De Candolle (1778-1841) propose un système basé sur la morphologie florale; il divise en deux grands groupes les plantes (plantes vasculaires et plantes non vasculaires) et considère les gamopétales comme le groupe le plus évolué des Dicotylédones. Bentham (1800-1884) & Hooker (1817-1911), anglais et auteurs du Genera plantarum, encore d’actualité, ils proposent 3 groupes dans les dicotylédones: dialypétales, gamopétales et apétales.  IV.4 Système phylogénétique Les classifications futures reposeront sur la généalogie (liens de parenté) des espèces. C’est la phylogenèse. Le XXème siècle vit la naissance de la classification pré moléculaire (part des caractères morphologiques, anatomiques et phytochimiques variable suivant les auteurs: (Thorne, Takhtajan, Cronquist, Dahlgren). A la fin du XXème s on assiste au développement d’analyse moléculaire (séquenceurs automatiques). C’est la naissance de la systématique moléculaire. Actuellement la classification des Angiospermes se base sur les travaux du groupe de mark CHASE d’analyse de séquences d’AND de 1998 de l’AGP(Angiosperm Phylogeny Group). VI. Méthodes de la Systématique=Critères de classification= Arguments taxonomiques Les arguments taxonomiques sont les caractères utilisés dans: - les analyses phylogénétiques, base de la classification, - ainsi que pour la description de la variation (spécifique et infraspécifique). VI.1 Caractères morphologiques Concernent la forme extérieure ou l’apparence, faciles à observer, constituent actuellement la majorité des caractères utilisés pour la détermination pratique des plantes et beaucoup sont à la base des hypothèses des relations phylogénétiques. Ils constituent la base de la botanique descriptive, représentent l’élément principal des flores pour la détermination des espèces et concernent l’ensemble des caractères des appareils végétatif et reproducteur. 2 types : - les caractères macromorphologiques, - et les caractères micro morphologiques (observables au microscope) telle la Palynologie (étude des pollens et des spores) la nature et le nombre des apertures sont à la base des classifications modernes et la phytodermologie (diversité et répartition des types de stomates et de poils portés par les feuilles, fruits et graines).  La Morphologie comparée est basée sur des caractères homologues indépendants des facteurs écologiques: non analogues. - Exemple d’analogie : le caractère succulence de tige est une adaptation à la sécheresse. La classification des angiospermes repose essentiellement sur des caractères floraux et inflorescentiels. IV.2 Caractères chromosomiques =Caryosystématique Le nombre, la taille et la structure des chromosomes (=caryotype) sont des caractères systématiques utiles. Des nombres semblables peuvent indiquer une proche parenté, Chez les Angiospermes le nombre de 2n=4 à 2n=250 Ophioglossum reticulatum (Ptéridophyte) 2n= 1260 Le nombre de chromosomes est généralement constant à l’intérieur d’une espèce voire même à l’intérieur d’un groupe ex: chez la famille des Pinaceae 2n=24. Des variations sont assez fréquentes, non létales dans le monde végétal. Exemples : - Aneuploïdie: ajout ou perte d’1 ou de 2 chromosomes. - Polyploïdie: au moins 3 lots de chromosomes. Exemple le blé tendre Triticum aestivum: 2n= 6x =42 VI.3. Critères biochimiques =Chimiosystématique Ces critères sont utilisés en taxonomie depuis plus de cent ans et indirectement par l’homme: goût, odeur, caractéristiques médicinales depuis tous les temps. Ils sont actuellement utilisés dans les analyses de la variation infraspécifique, et pour déterminer les relations phylogénétiques entre taxons de rang supérieur. 2 types de composés chimiques utiles en systématique : les métabolites secondaires MS (pas de rôle direct dans la croissance?, mais importants dans la vie du végétal), et les protéines, l’ADN et l’ARN (porteurs d’une information). La plupart des métabolites secondaires interviennent dans: La défense contre les prédateurs et les pathogènes ; Comme agents allélopathiques ; Attirer les agents de la pollinisation et dissémination ; Vie sociale, communication, messages… Plus de 100 000 ont été identifiés, on estime que chaque végétal produit au moins une 100 aine de molécules différentes. Les principales catégories sont: a- les alcaloïdes Sont les principaux MS Structures très diverses. Possèdent une activité biologique chez les animaux même à très faibles doses, couramment utilisés en médecine (cocaïne, morphine, atropine, colchicine, quinine, caféine, nicotine etc.) b- les bétalaïnes et anthocyanes Ce sont des pigments végétaux qui s’excluent mutuellement. Présents dans les fleurs, et aussi dans les jeunes pousses (tiges, feuilles et fruits). Les bétalaïnes caractérisent certaines familles de l’Ordre des Caryophyllales. La plupart des autres familles possèdent des anthocyanes. Leurs fonctions seraient : Attirer les pollinisateurs Absorption des UV? Dissuasion des herbivores? c- les glucosinolates Ce sont des glucosides sulfurés caractéristiques des Brassicales. d- Les glycosides cyanogénétiques Ce sont des substances de défense hydrolysées par différentes enzymes qui libèrent du cyanure d’hydrogène (cyanogenèse). 5 groupes différents répandus chez les Angiospermes. Fréquents chez les Rosaceae, Fabaceae, Magnoliales, Laurales. e- Les polyacétylènes Ce sont des M.S. non azotés ex: chez la famille des Asteraceae f- Les terpenoïdes Sont les principaux composants des huiles essentielles, se trouvent dans les tissus végétatifs et aussi dans les glandes florales odoriférantes (attractifs floraux). Ex: Magnoliaceae, Myrtaceae, lamiaceae, Asteraceae, etc. géraniol, menthol, etc. g- Les flavonoïdes Interviennent probablement pour protéger les plantes des herbivores. On les rencontre chez toutes les plantes terrestres. Très utilisés en systématique. IV.4 Critères Moléculaires (macromolécules)= Systématique moléculaire En botanique, l’ADN chloroplastique est très exploité, en particulier le gène rbcL, on exploite également le gène atpB et le gène 18S du génome nucléaire, etc. L’utilisation des acides nucléiques en systématique a donné naissance à la systématique moléculaire (SPICHIGER et coll., 2002). Même si la morphologie permet d’étudier l’organisme entier, comparer les séquences d’un gène de 1500 paires de base, c’est analyser 1500 caractères, chose mon réalisable dans une analyse morphologique ! IV.5 Biosystématique (ou taxonomie expérimentale) Différentes méthodes appliquées à des plantes cultivées en conditions expérimentales fournissent des données importantes en particulier au niveau spécifique. Exemple est ce qu’une espèce cultivée garde les mêmes caractères que dans son milieu d’origine? Du point de vue phytochimique, des variations quantitatives ou qualitatives sont-elles observées? Comment le milieu peut-il avoir un impact dur les métabolites secondaires? VI.6 Biogéographie Etude des aires géographiques permet de donner des indications sur la phylogenèse et l’ancienneté des plantes. Une espèce à grande aire de répartition est appelée espèce cosmopolite. Une espèce localisée au niveau d’une zone géographique est dite endémique. Une espèce rare possède une aire de distribution relativement restreinte et des effectifs faibles. Une espèce menacée est une espèce qui subit des pressions pouvant conduire à son extermination (destruction de l’habitat ou surexploitation de l’espèce). IV.7 exploitation des données Avec plusieurs populations naturelles et/ou expérimentales, sur base d’un grand nombre de caractères quantitatifs et qualitatifs, dont la majorité à plusieurs états. L’analyse des données nécessite le recours aux systèmes d’analyse informatique. Aussi, en systématique moléculaire, la quantité considérable de caractères moléculaires analysables n’a pu se faire que grâce au développement de moyens de calculs puissants: la bioinformatique et le séquençage automatique. VII. La flore La flore est l’inventaire de l’ensemble des espèces végétales poussant dans une zone géographique. Elle est le résultat de la phylogenèse et l’expression d’une évolution historique des considérations écologiques. Le Maroc abrite une flore extrêmement diversifiée et d’une grande originalité. Plus de 4500 espèces et sous espèces de phanérogames la composent, réparties sur 130 familles et 930 genres; dont 930 endémiques; 1641 taxons sont rares ou menacés, 1141 très rares. Les espèces marocaines présentent de multiples valeurs (écologique, économique, pastorale, médicinale, ornementale, culturelle, etc.). Si l’inventaire est relativement bien établi, d’autres aspects tels la répartition géographique, l’écologie et la biologie des espèces ne sont pas encore suffisamment  connus. Il en est de même pour la phytochimie et la validation des savoirs ethnobotaniques. Une flore est aussi un ouvrage qui permet d’identifier les espèces grâce à des clés de détermination et de vérifier cette identification à l’aide de description. cf TP. La connaissance des potentialités médicinales du monde végétal est loin d’être entièrement acquise. Les potentialités pharmacologiques de cette flore sont loin d’être explorées. L’exploitation abusive du patrimoine végétal universel menace le devenir de l’humanité: (problèmes de réchauffement, famine, désertification,…). La crise écologique peut engendrer une crise sanitaire. Préserver la biodiversité= préserver la vie.  Chapitre II : Les Ptéridophytes I- Généralités Possèdent des tiges, racines et feuilles, parcourues de vaisseaux conducteurs de sève, mais pas de fleurs ni de graines. Possèdent des spores, mais pas encore d’ovules ni de graines. Capables de synthétiser la lignine pour assurer rigidité et résistance (port dressé et forme arborescente) gamètes mâles ciliés, la fécondation nécessite l’eau, d’où leur confinement dans les milieux humides. Mâle Zygote (sans sporophyte phase de repos) Femelle II- Critères de classification II.1 Le sporophyte C’est le produit de la fécondation, il est représenté par la plante feuillée. C’est la ramification qui caractérise les groupes, peut être dichotomique ou verticillée (Equisétinées). a. Les feuilles C’est un bon critère de classification, peuvent être : inexistantes chez les formes primitives ; présentes sous forme de microphylles (très petite taille, qlq mm, entières avec une seule nervure) ; ou de mégaphylles (grande taille, découpées et plurinervées). b. Les sporanges Ce sont les sacs qui contiennent et libèrent les spores, 2 types fondamentaux : Les eusporangiés Le sporange naît à partir d’un groupe de cellules épidermiques, le nombre de spores est toujours élevé et variable. Les leptosporangiés Le sporange se développe à partir d’une seule cellule épidermique, le nombre de spores est réduit et fixe. Les sporanges peuvent être libres ou groupés en sores. Leur situation, par rapport aux feuilles, est aussi caractéristique des groupes. c. Les spores Présentent des différences au niveau de la forme générale, taille, nombre et devenir. Isosporie (homosporie) : spores nombreuses et identiques qui donnent en germant un prothalle hermaphrodite. Hétérosporie : différence de taille micro et macrospores et variation du nombre. L’homosporie va caractériser les groupes primitifs et l’hétérosporie caractérise les groupes les plus récents. Chez le genre Equisetum, il y a un seul type de sporange, mais deux types de spores par leur devenir. On parle de subisosporie. III- Classification des Ptéridophytes 60 espèces au Maroc III.1 Clade des Psilotophytes classe Psilopsida III.1.1 Psilotales Surtout fossile et non représentée au Maroc par des formes actuelles. De tous les végétaux vasculaires, ce sont les plus anciens (antérieurs au dévonien) et les plus simples en organisation. plantes de petite taille, pas de racine et parfois pas de feuilles. Eusporangiés et homosporés. III.1.2 Ophioglossales Plantes vivaces à rhizome, sporanges isolés, le pétiole porte deux segments distincts : un limbe stérile et une partie fertile en panicule, eusporangiées et homosporées 1 seul ordre au Maroc les Ophioglossales, 1 famille Ophioglossaceae et 2 genres Ophioglossum et Botrychium: Ophioglossum avec 3 espèces : O. vulgarum, O. regulare et O. lusitanicum Botrychium lunaria des études récentes ont conduit à séparer les Ophioglossales des autres fougères et à créer l'embranchement des Ophioglossophyta. Des résultats de S.M., Smith et Al., 2006 III.2 Les Lycopsides = Lycophytes Ptéridophytes à microphylles Leurs caractères sont : types actuels herbacés (arborescents au paléozoïque) Sporophylles peu différentes des feuilles végétatives et groupées en cônes ou épis terminales. Eusporangiés homosporés ou hétérosporés 1.Selaginellales 1 famille Selaginellaceae, un genre et deux espèces. tiges allongées et rampantes sporophylles = feuilles végétatives avec les androphylles en haut et les gynophylles en bas. Au Maroc existent Sellaginella denticulata et S. rupestris  Selaginella rupestris III.3 sphénopsides = Equisetophytes Remontent au moins au dévonien, 1 seule famille vivant actuellement : tiges divisées en articles successifs feuilles réduites verticillées (microphylles) sporanges groupés en sporangiophores groupés en épi terminal eusporangiées avec une subisosporie III.4 Filicopsides = Filicinées Correspondent aux ptéridophytes à fronde =mégaphylles. Ce sont les fougères vraies, leptosporangiées isosporées (sauf les formes aquatiques qui sont hétérosporées). Les frondes prennent naissance sur un rhizome et peuvent être divisées en folioles ou pennes. III.4.2 Les Filicales La famille des Polypodiaceae est la mieux représentée au Maroc avec 15 genres et plus de 32 espèces. Ce sont toutes les fougères leptosporangiées et homosporées. Ex : - Pteridium aquilinum (abondante dans le Rif, MA, Ha), espèce envahissante, toxique - Dryopteris filix-mas (très rare). - Adianthum capillus-veneris, utilisée en médecine traditionnelle au Maroc Adianthum capillus-veneris : ‫قسبور البير‬ Source illustration: wikipedia III.4.2.3 Les Marsiléales ou Hydroptériales Ptéridophytes aquatiques leptosporangiées et hétérosporées. La famille des Marsileaceae est représentée au Maroc par deux espèces réparties en deux genres et deux espèces Marsilea strigosa et Pilularia minuta. Le genre Marsilea se reconnaît par : des feuilles à 4 folioles longuement pétiolées les sporophylles appelées sporocarpes sont très différentes des feuilles végétatives, leur limbe est coriace, réniforme et courtement pétiolé. Les sporocarpes portent intérieurement les sporanges groupés en sores indusiées. Chaque sore contient un macrosporange avec une gynospore entouré de plusieurs microsporanges à plusieurs androspores chacun. Conclusion Les Ptéridophytes et l’homme : Le charbon provient d’immenses quantités de ptéridophytes fossiles du carbonifère. Les prêles en raison de leur forte teneur en silice (5 à 10 % de la MS), utilisés en phytotérapie et en polissage. Adianthum capillus-veneris est citée dans la pharmacopée traditionnelle marocaine contre la toux et pour faire murir les abcès (Bellakhdar, 1997) La fougère aigle, toxique pour le bétail, est aussi une plante envahissante.  CHAPITRE III : Les Gymnospermes Ce sont des phanérogames à ovules nus et graines nues. Les "conifères" forment le groupe principal des Gymnospermes. Cône de Pinus coulteri : une espèce introduite au Maroc 1. Les Préspermaphytes 1.1Généralités Eléments essentiels de la flore du 1aire, Ce groupe est caractérisé par : hétérosporie définitivement acquise; anthérozoïdes ciliés (zoïdogamie); ovules généralement de grande taille (7x6cm chez les cycadales); réserves accumulées avant la fécondation. On parle alors de fausse graine ou de pré graine. 1.2 Classification des Préspermaphytes 1.2.1 Ptéridospermales (fougères à graines, entièrement fossiles) 1.2.2. Les Cycadales (Spermatophytes)  Petits arbres à port de palmier. Connus depuis le IIaire jusqu’à la période actuelle (fin d’évolution 130 espèces). Fleurs mâles : étamines nombreuses disposées en cônes, zoïdogamie. Organe femelle en forme de cône sauf chez les cycas, le cône peut être de grande taille (presque 1m de long et 40 kg). 1.2.3 Ginkgoales Du primaire, une seule espèce persiste dans la nature actuelle, dioïque. Arbres à feuilles aplaties souvent de forme triangulaire Chaque étamine comporte deux sacs polliniques, zoïdogamie Quand la graine volumineuse se détache de l’arbre, elle peut contenir ou non un embryon développé. Ginkgo biloba est considéré comme arbre sacré en Chine et Japon où il est planté, depuis des temps très anciens, autour des temples bouddhiques. Espèce panchronique à plusieurs intérêts :  Intérêt historico-botanique Résiste à la pollution atmosphérique, aux radiations (Hiroshima) Feuilles utilisées comme antioxydants et toniques cérébraux. 2. Coniferophytes = Gymnospermes au sens strict Ovules nus (gymnovulie) et graines nues (gymnospermie). Spermaphytes Apogée au Jurassique –Crétacé (20 000) et depuis il est en déclin (600), sauf les Pinales. 2.1 Caractères dérivés propres Anémophilie et siphonogamie. C’est la fécondation qui déclenche la mise en réserve, l’embryon garde des liens étroits avec la plante mère. Une vraie graine pour la protection de l’embryon, et la dispersion et la continuité de l’espèce. Résistent mieux aux climats froids et difficiles. Présentent une grande longévité : 5000 ans pour le Pinus longaeva. (9500 ans pour des clones d’épicéas) 2.2 Classification et principaux représentants 5 ordres : Pinales, Araucariales, Podocarpales, Cupressales et Taxales. 2.2.1 Ordre des Pinales Famille des Pinaceae 3 genres et 6 espèces se distinguent par leur type de rameaux et de feuilles. Le genre Pinus est représenté par 3 espèces naturelles et spontanées, 3 espèces introduites Feuilles en aiguilles groupées par deux Cônes ligneux à écailles persistantes Espèces spontanées ou naturelles : Pinus halepensis Mill. : Pin d’Alep (Tayda) Pinus pinaster Solander : Pin maritime Pinus clusiana ssp. mauretanica: Pin noir Espèces introduites Pinus canariensis L. (endémique des Canaries) feuilles groupées par trois ; reboisements. Pinus pinea L. (pin parasol) Europe, feuilles fascicules par 2 Reboisements, ornement, graines appréciées par l’homme, fixation des dunes. Pinus coulteri (originaire de Californie) feuilles groupées par 3, cônes peut atteindre plus de 2 Kg (bab Zhar- Tazekka- taza). Le genre Cedrus Dans le monde, ce genre est représenté par 4 espèces : Le cèdre du Liban : Cedrus libani Le cèdre de chypre : Cedrus brevifolia Le cèdre de l’Himalaya : Cedrus deodara Le cèdre de l’Atlas : Cedrus atlantica Le genre Cedrus Cedrus atlantica Manetti (Arz ; Idil) Longévité peut dépasser 600 ans. Feuilles en aiguilles groupées en rosettes. Cônes lisses à écailles caduques. Endémique du Maroc et de l’Algérie  Rôle écologique, environnemental, socioéconomique (bois d’œuvre, menuiserie, feuilles utilisées en parfumerie...) Genre Abies : Abies maroccana Trabut (Chouh) : espèce endémique du Maroc. 2.2.2 Ordre des Cupressales Taxodiaceae Pas de représentant au Maroc Représentée par des célébrités Sequoia gigantea plus de 100m, 2000ans et 35m de diamètre. Cupressaceae 3 genres principaux se distinguant par les cônes femelles et les feuilles: Cônes ligneux à 4 angles formés de 4 écailles, feuilles en écailles: Tetraclinis articulata=thuya Cônes secs sphériques, 8 à 14 écailles, feuilles en écailles : Cupressus exemple cupressus atlantica : espèce endémique du Maroc Cônes charnus =baies ou galbules, 3 à 6 écailles : Juniperus ex : J. oxycedrus(f.en aiguilles), J. phoenicea et J. thurifera(f. en écailles) Juniperus phoenicea 2.2.3 Ordre des Taxales Taxaceae 1 seul genre Taxus et une seule espèce : T. baccata= If Arbuste ramifié dès la base. Non résineux. Fruit formé d’une enveloppe= arille ouverte au sommet avec une seule graine. L’arille est charnue, rouge et consommable à maturité. Toutes les autres parties sont toxiques.  Taxus baccata= If « Dakhs » 2.3 Utilisation des Coniférophytes Horticulture: (forme, feuillage) Construction : bois Ameublement : meubles Pharmacie : riches en composés terpéniques et en flavonoïdes et alcaloïdes (If) Industrie : parfums, arômes, pâte à papier Alimentation : peu utilisés : pin pignon, baies du genévrier, miel de sapin : riche en acides aminés et en sucres Tourisme : arbres remarquables, hauteur, grosseur, longévité 3. Les Gnétophytes (Chlamydospermes) 3.1 Caractères généraux Ovule : entouré d’une enveloppe discontinue.  Les plantes de ce groupe n’ont pas de résine. Ligneuses à feuilles opposées. Apparition de l’enthomophilie (Welwitschia). Fécondation simple avec amorce de double fécondation. Regroupent trois genres très différents appartenant à 3 ordres à répartition différente. 3.2 Description et systématique Ephédrales Seul le genre Ephedra existe au Maroc. Plantes ligneuses sous forme de buisson ou de lianes. Rameaux articulés chlorophylliens. Feuilles réduites opposées. Fleurs unisexuées sous forme de cônes, parfois cônes bisexués. L’éphédrine, vasoconstricteur mimant l’adrénaline, est extraite de l’Ephedra equisitina.