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Cours sur l'origine et la diversité de la lignée verte


Objectif : découvrir les mécanismes évolutifs de la lignée verte étant à l'origine de la répartition des différents groupes

Public : Lycéens / BTS

A utiliser : en cours (avec support Power point ou TP)


I/ La reproduction dans le cycle de développement


- Un cycle de développement correspond à la succession des phases qui commencent à la formation d’un œuf et qui se termine par la fécondation au sein d’une espèce.

- Le cycle caractérise une espèce donnée et permet de déterminer/envisager sa place dans la dynamique au sein d’un écosystème.

- Définir : méiose, gamètes, fécondation, stade juvénile, stade adulte.

- Au cours d’un cycle il existe plusieurs phases qui correspondent à des étapes (stade juvénile/adulte), soit à des formes différentes d’une même espèce (le gamétophyte donne naissance aux gamètes et le sporophyte donne naissance aux spores).

- Les phases haploïdes et diploïdes au sein d’un cycle sont plus ou moins longues selon les espèces.

- Au cours du cycle on peut donc observer reproduction et développement.

- La reproduction peut se produire lorsque lÂ’individu atteint son age adulte.

II/ La reproduction et la sortie de l’eau des premiers végétaux terrestres


Au cours de l’évolution des végétaux de nouvelles adaptations ont été sélectionnées pour permettre la sortie des eaux des nouvelles espèces.

Les problèmes à résoudre avant de vivre sur la terre ferme :
• Alimentation : Les sels minéraux sont dans le sol ainsi que l’eau, alors que le soleil moteur de la photosynthèse est au dessus.
• Reproduction : Le seul mode de reproduction connus par les algues est la reproduction aquatique qui est très grosse en dépense énergétique. Les cellules sont flagellées, ovules et spermatozoïdes sont libérés dans le milieu sans certitude de succès.
• Milieu de vie : Le milieu de vie aquatique est un milieu de vie particulièrement confortable, sortir de l’eau c’est « imaginer » un mode de vie évitant la dessiccation.

Les adaptations sélectionnées :
• Alimentation : dans un premier temps, les tiges, puis les racines et les feuilles, stomates, vaisseaux.
• Reproduction : éviter le gaspillage en gardant l’ovule sur la plante mère (embryon) et plus tard en favorisant la création d’un tissu de réserve (double fécondation des angiospermes)
Se faire aider pour le transport du pollen et le mode de dissémination des graines.
• Milieu de vie : présence de cuticule, d’écorce. Puis dans un deuxième temps concurrence vis-à-vis du soleil (port arborescent)

Le passage progressif chez lez végétaux d’une phase haploïde dominant à une phase diploïde dominant est corrélé avec l’histoire de la sortie des eaux chez les végétaux. Posséder un stock double de chromosomes c’est se donner deux fois plus de « chance » d’avoir des gènes adaptés à la vie terrestre.
Toutes ces adaptations ne peuvent apparaître que s’il existe un mécanisme qui permet d’augmenter la diversité génétique. Cela se passe naturellement par les mutations mais à cela s’ajoute des caractéristiques propres aux espèces. Changer de cycle de vie (passer d’une phase haploïde à une phase diploïde dominante), favoriser la fécondation croisée.


III/ La reproduction sexuée des angiospermes


La fleur c’est l’organe de la reproduction sexuée des angiospermes, c’est le lieu de la formation des gamètes et le lieu de la fécondation.

Les pièces stériles ont pour objectif de faciliter la rencontre des gamètes mâles et femelles : les sépales (le calice), les pétales (la corolle), les nectaires, les odeurs sont autant d’éléments qui vont faciliter les rencontres du pollen par l’utilisation des insectes.
Cependant il existe des angiospermes qui utilisent le mode anémogame (graminées, certains arbres, ex : chênes …)

Les pièces fertiles : Pistil et étamines

Les angiospermes ont à la fin du jurassique supplanter les autres végétaux dominants jusqu’alors (fougères et gymnospermes) car elles ont développé un mécanisme très puissant de diversité génétique en un temps record :
• La sélection du grain de pollen (qui évite l’autofécondation)
• De plus elles ont un mécanisme d’économie d’énergie : petits ovules qui ne se développent que si fécondation, transport ciblé et aidé du grain de pollen sur de longue distance (apparition et évolution des insectes avec les plantes à fleur)
• Transport efficace des graines grâce aux fruits. Cette capacité d’augmenter sa diversité génétique a été déterminant à cette époque où le milieu terrestre subit de profond changements climatiques, et libère de nouveaux espaces à conquérir (Crétacé).

• Pistil et étamines peuvent être séparées dans l’espace (ou le temps au sein d’une même fleur)
• Pour augmenter le succès de la rencontre des pollinisateurs avec les fleurs, les fleurs sont souvent regroupées en inflorescences.