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le monde végétal

Publié le 09/01/2019

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UNE HISTOIRE, ADAPTATIVE REUSSIE

Avec près de 300000 espèces, le monde végétal apparaît sous une multitude de visages. Cette diversité provient d'une nécessité : s'adapter pour conquérir chaque parcelle de notre planète.

 

Comme l'ensemble des formes de vie, les végétaux sont nés dans les océans. Pendant des centaines de milliers d'années, les algues se sont épanouies dans ce milieu protecteur, avant que s’amorce la conquête des terres émergées. Pour faire face à ce nouvel environnement, les plantes sont passées par différents stades évolutifs, qui composent aujourd'hui la riche biodiversité du règne végétal.

CARACTÉRISTIQUES DES VÉGÉTAUX

Les végétaux sont des êtres vivants généralement fixés à un substrat capables de produire leur propre nourriture. À partir de l'énergie lumineuse, du dioxyde de carbone présent dans l'air, de l'eau et des sels minéraux puisés dans le sol, ils parviennent à synthétiser les sucres et autres molécules nécessaires à

leur développement. Cette capacité leur est conférée par des pigments, notamment la chlorophylle

qui assure le processus de photosynthèse et est responsable de la teinte verte des végétaux. Ces molécules captent une partie des rayons solaires et utilisent cette énergie pour effectuer différentes réactions chimiques. La chlorophylle est rassemblée dans un compartiment particulier des cellules végétales, le chloroplaste. Il en est de même pour le matériel

génétique : les chromosomes sont localisés dans le noyau de la cellule. L'ensemble des végétaux sont ainsi qualifiés d'eucaryotes. Leurs cellules sont entourées d’une paroi et possèdent une vacuole qui joue un rôle majeur dans la régulation des grandes fonctions physiologiques

 

(pH, pression osmotique, concentrations ioniques, etc.).

ORIGINE ET ÉVOLUTION DES VÉGÉTAUX

Bien avant l'émergence des végétaux, des bactéries possédaient déjà une forme de chlorophylle, identique à celle des végétaux chez les cyanophycées, surnommées « algues » bleues, apparues dans les océans il y a

 

deux milliards d'années. Un milliard d'années plus tard apparaissait la première cellule eucaryote. On estime que la première algue pluricellulaire a vu le jour il y a 500 millions d'années. Pendant 150 millions d'années, la vie végétale se cantonne à l'océan. Puis un groupe dérivant des algues, les bryophytes, part à la conquête

du milieu terrestre. Une partie de ce groupe évolue vers des formes dotées de structures plus perfectionnées, notamment au niveau de la conduction d'eau : les ptéridophytes.

 

Ces plantes connaissent leur apogée il y a environ 300000 ans, époque où les continents sont couverts de forêts de fougères arborescentes et d'un autre type de végétal, les préspermaphytes. Ils sont peu à peu supplantés par des groupes encore mieux adaptés à la vie terrestre : les gymnospermes, puis les angiospermes, apparus il y a 130 millions d'années et en plein essor depuis cette période.

LES THALLOPHYTES

Les thallophytes regroupent des végétaux chez lesquels on ne peut distinguer ni feuille, ni tige, ni racine et dont l'appareil végétatif est nommé thalle. Ils rassemblent les différents groupes d’algues, les champignons étant désormais regroupés au sein d'un règne à part entière, distinct des règnes végétal et animal.

 

LeS DIFFÉRENTS GROUPES

 

On distingue trois groupes principaux d'algues, qui diffèrent notamment par leur composition en

pigments : les algues brunes ou phéophycées, les algues vertes ou

chlorophycées et les algues rouges ou rhodophycées.

Principales caractéristiques Structure

 

Le thalle des algues est constitué d'un ensemble de cellules, sans zone spécialisée dans une fonction précise. C'est donc l'ensemble de la surface du végétal qui accomplit la photosynthèse, capte l’eau et les éléments dissous. Seules les algues les plus évoluées présentent des ébauches d'organes reproducteurs, ou de tissus destinés à conduire l'eau. Les algues ont des tailles très variables ; certaines, comme les

« en quatre classes.

Les psilophytes représentent la classe la plus ancienne et ne comptent aujourd'hui que trois espèces.

La seconde classe est celle des lycophytes, qui comprend notamment les sélaginelles.

La classe des sphénophytes est constituée par les prêles, la classe des filicophytes regroupe neuf mille espèces de fougères.

Strudure Les psilophytes sont les plantes les plus primitives du groupe, ils ne possèdent ni feuille ni racine, à la différence des trois autres classes.

Au cours de l'évolution, les ptéridophytes sont les premières plantes a avoir développé des vaisseaux conducteurs d'eau et un système racinaire.

Les vaisseaux permettent à ces végétaux de s'accroître en taille : ils acheminent rapidement l'eau à toutes les parties de la plante ; ils procurent également un meilleur soutien aux plantes, en renforçant leur structure.

Les racines garantissent une bonne fixation au sol et permettent d'aller puiser l'eau dans les couches profondes.

Il existe deux types de vaisseaux conducteurs : le phloème et le xylème.

Le phloème assure le transport de la sève brute, composée d'eau et d'éléments minéraux.

Il est constitué d'un ensemble de cellules mortes aux parois riches en lignine, substance rigidifiante, formant un tube.

Le xylème conduit la sève élaborée, constituée de sucres produits par photosynthèse, des feuilles vers les différents organes de la plante.

Les fougères sont des plantes herbacées ou arborescentes en région tropicale, dotées de grandes feuilles ou frondes.

Les prêles, herbacées, présentent des axes composés d'articles empilés et de petites frondes.

Les sélaginelles sont de taille modeste.

Elles présentent des tiges rampantes et dressées pourvues de petites frondes pointues.

Milieu de vie et aire de répartition Les ptéridophytes vivent principalement sur les sols riches en humus.

Certains s'épanouissent dans les terrains siliceux ou calcaires, tandis que d'autres sont aquatiques.

Résistant à la sécheresse, une large majorité s'épanouit dans les régions tropicales.

Reprodudion et dissémination Comme chez les plantes les plus évoluées et à la différence des bryophytes, le sporophyte est la génération la plus visible chez les ptéridophytes.

Le gamétophyte est réduit à une petite lame verte en forme de cœur, chez les fougères, ou de minuscules tubercules chez certains lycophytes.

La fécondation des ptéridophytes nécessite toujours la présence d'eau, les cellules sexuelles males nagent jusqu'à l'oosphère.

Le sporophyte qui naît de leur union se développe dans un premier temps en parasite sur le gamétophyte, avant que ce dernier ne dégénère et disparaisse.

Le sporophyte présente des sacs il spores.

Situés sous les frondes des fougères, ils apparaissent sur des tiges particulières chez les prêles et les sélaginelles.

Arrivées à maturité, les spores sont dispersées par le vent.

Les spores des prêles sont pourvues de petites expansions, les élatères, qui favorisent leur dissémination.

La majorité des ptéridophytes présentent des spores identiques, alors que les fougères aquatiques et les sélaginelles présentent des microspores, de petite taille et des macrospores, de taille plus importante.

Les microspores donnent naissance au gamétophyte mâle, les macrospores au gamétophyte femelle.

Celui-ci se développe à l'intérieur des macrospores étant ainsi mieux protégé.

Ceci amorce un important mouvement évolutif, garant d'une adaptation plus poussée au milieu terrestre, qui aboutira à la formation de l'ovule et des grains de pollen.

LES PRÉSPERMAPHYTES Les différents groupes Les préspermaphytes comprennent deux classes, les ptéridospermes et les cordaïtes.

La classe des ptéridospermes regroupe 140 espèces de plantes, dont les cycas, ayant un aspect proche des palmiers.

La classe des corda'1les n'est plus aujourd'hui représentée que par une seule espèce vivante, le Ginkgo biloba, aux multiples propriétés médicinales.

épaisse nue, sans branches.

Leurs longues feuilles sont disposées en bouquet en haut de la tige.

Le Ginkgo biloba, surnommé" l'arbre aux mille écus », est caractérisé par des feuilles bilobées, qui prennent une teinte dorée en automne.

Il mesure jusqu'à trente mètres de haut, est pourvu de nombreuses branches et peut vivre jusqu'à 1 000 ans.

• Milieu de vie et aire de répartition : Le Ginkgo biloba est originaire de Chine, mais il aurait également couvert l'Amérique du Nord et l'Europe, avant de disparaître au cours des périodes glaciaires.

Depuis, il a été réintroduit dans de nombreuses zones géographiques.

Il est largement utilisé comme plante ornementale en milieu urbain, grace à sa résistance à la pollution.

Les cycas s'épanouissent dans les régions tempérées chaudes et tropicales.

• Reproduction et dissémination : Les préspermaphytes vont encore plus loin que les sélaginelles dans la protection du gamétophyte femelle, en inventant une structure particulière, l'ovule, qui a été garante de leur succès évolutif et de celui de leurs descendants.

Chez les préspermaphytes, le sac à spores femelles ne renferme plus qu'une seule macrospore à l'intérieur de laquelle se développe le gamétophyte femelle, ou endosperme.

Il offre ainsi une première enveloppe de protection, elle même recouverte par un tégument.

Deux oosphères se développent à l'intérieur de cette structure.

l'ovule présente la particularité d'accumuler des réserves au niveau de l'endosperme avant la fécondation, ce qui permettra à l'embryon de se développer dans de bonnes conditions.

l'organe reproducteur male suit une évolution semblable et prend la forme d'étamine.

Elle est constituée d'un mince filet, qui porte à son extrémité deux parties renflées, les sacs polliniques.

Ceux-ci renferment une multitude de microspores, les grains de pollen.

Ils seront disséminés par le vent jusqu'à un ovule, puis libéreront les gamètes mâles qu'ils renferment.

Chez le Ginkgo, un long tube émergera du grain de pollen et les guidera au contact des gamètes femelles.

Une fois fécondé, l'ovule se détache de la plante et atteint le sol.

La jeune plantule ne survivra que si les conditions optimales sont réunies.

lEs SPERMAPHYTES Les différents groupes Les spermaphytes sont divisés en deux sous embranchements : les gymnospermes et les angiospermes.

Les gymnospermes comprennent deux ordres : les conifères et les chlamydospermes, groupe assez hétéroclite en voie de disparition.

Les angiospermes, communément appelés les plantes il fleur, connaissent actuellement leur apogée, avec 250 ooo espèces.

Principales caradéristiques • Structure : Les spermaphytes apparaissent sous forme d'arbustes, d'arbres, de lianes ou de plantes herbacées.

Le tronc des spécimens arborescents présente un nouveau type de tissu qui donne naissance au bois et solidifie leur structure.

Leurs feuilles présentent une grande variété de formes, qui leur permet de s'adapter à l'environnement dans lequel évolue la plante et d'optimiser la photosynthèse.

Par exemple, les conHères, au feuillage persistan� sont munis d'aiguilles ou d'écailles, formes leur conférant une résistance aux basses températures de l'hiver.

• Milieu de vie et aire de répartition : Les conifères vivent dans les régions froides, tempérées et dans les zones montagneuses tropicales.

Les angiospermes se sont adaptés à toutes les régions du monde, à l'exception des pôles, des hautes montagnes et de certains déserts.

Deux tiers des espèces vivent sous climat tropical.

Ils peuvent être terrestres ou aquatiques et vivent parfois en parasite sur d'autres plantes.

• Reproduction et dissémination : Les organes reproducteurs des gymnospermes sont situés au niveau de cônes.

Le cône femelle, " la pomme de pin», est constitué d'un ensemble de petites pièces, les bractées, à l'aisselle desquelles se développe une écaille, portant l'ovule.

Les cônes males sont constitués d'un ensemble d'étamines insérées sur un petit axe.

Elles libèrent les grains de pollen pourvus de deux petits sacs qui facilitent la dispersion par le vent .

A la différence des préspermaphytes, l'ovule, une fois fécondé, reste sur la plante.

Le jeune embryon est ainsi en relation avec sa plante mère, qui lui transmet des éléments nutritifs.

Il se développe jusqu'à un certain stade, où l'ovule se rigidifie, se déshydrate : l'embryon entre dans une phase de vie ralentie.

Les gymnospermes ont ainsi inventé une structure capitale : la graine.

Elle sera ensuite disséminée et ne se développera que quand les bonnes conditions seront réunies, plusieurs années après sa formation si nécessaire.

Elles résistent aux températures extrêmes et à la sécheresse.

Les organes reproducteurs des angiospermes sont regroupés au sein de la fleur qui peut être soit male soit femelle, mais la majorité portent les 2 sexes.

La partie externe est constituée par le calice, ensemble de petites pièces chlorophylliennes, qui entoure la corolle, formée par les pétales.

Pourvus de couleurs variées, ils attirent les insectes, maillon important dans la reproduction de ces végétaux.

Cette structure abrite les éléments reproducteurs, situés au niveau des étamines et du pistil.

Les angiospermes se démarquent des gymnospermes par l'acquisition d'une structure femelle supplémentaire : l'ovaire, qui constitue en partie le pistil.

Il contient l'ovule surmonté d'un petit axe, à l'extrémité renflée, qui accueille les grains de pollen.

Après la fécondation, l'ovaire é volue en fruit, à l'intérieur duquel l'ovule s'est transformé en graine.

Les différentes formes des fruits sont une adaptation à la dissémination par différents vecteurs (vent, eau, animaux) sur des distances plus importantes que pour les gymnospermes.

Comme chez le Ginkgo, les gamètes mâles des spermaphytes n'ont plus la capacité de nager, étant acheminés jusqu'à l'oosphère par un tube pollinique.

Ces plantes sont donc totalement affranchies du milieu aquatique pour leur reproduction et bien adaptées aux conditions extrêmes de la vie grâce à leurs graines.

Cycle biologique d'une gymnosperme · l'exemple du pin sac pollinique � graine ailée cône femelle fécondé �ra in ae pollen. »

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