1ère année Pharmacie
Module : Biologie végétale
LES PTERIDOPHYTES I. CARACTERES GENERAUX I.1. Appareil végétatif Les ptéridophytes (du grec pteris = fougères) sont souvent des plantes vivaces par une tige sousterraine ou « rhizome » qui vivent dans les milieux frais et ombragés. Par comparaison avec les Bryophytes, ils montrent un appareil végétatif plus différencié et adapté à la vie terrestre. L’appareil végétatif est un vrai cormus : feuilles et tiges bien individualisées et des racines, rencontrées pour la première fois, permettant l’absorption et la fixation. Ainsi, les Ptéridophytes sont des Cormophytes et Rhizophytes. I.2. Organisation tissulaire La différenciation cellulaire aboutit à des tissus spécialisés et diversifiés, notamment de vrais tissus conducteurs de sève brute et élaborée (xylème et phloème respectivement) disposés en stèle (stèle = colonne). Les Ptéridophytes sont donc des plantes vasculaires ou Trachéophytes (voir Figure-1). Le xylème est constitué d’éléments conducteurs lignifiés typiques : les trachéides à ponctuations scalariformes. La lignine est un composé organique hydrophobe qui s’incruste dans la paroi cellulaire lui conférant une dureté et une capacité de résistance accrue (voir Figure-2). Ces tissus conducteurs permettent aux Ptéridophytes d’atteindre des tailles bien supérieures à celle des autres Cryptogames : il existe des fougères arborescentes tropicales de plus de 10 m de haut. Néanmoins, la majorité des Ptéridophytes actuelles sont des herbacées. I.3. Appareil reproducteur et reproduction Ce sont des Angiophytes (ou Archégoniates) et Embryophytes. Ils ne forment pas de fleurs et les appareils reproducteurs restent peu apparents : les Ptéridophytes sont des Cryptogames. Cycle de développement : caractéristique et stable, il est digénétique diplo-haplophasique. En comparaison aux Bryophytes, il y a inversion de l’importance des phases haploïde et diploïde. Le sporophyte (2n) devient la plante feuillée, beaucoup plus développé que le gamétophyte (n) qui est sub-microscopique appelé prothalle. Les modalités de reproduction sexuée restent proches des groupes inférieurs puisque la fécondation reste tributaire de l’eau ; c’est une oogamie.
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Biologie végétale : Les Ptéridophytes
II. CLASSIFICATION Les Ptéridophytes comprennent classiquement trois sous-phylums :
Les Filicophytes : ce sont les fougères, le groupe actuel le plus diversifié avec près de 11000 espèces ; Les Sphénophytes : représentés par les prêles (15 espèces du genre Equisetum) ; Les Lycophytes : environ 1000 espèces incluant les lycopodes et les sélaginelles. II.1.
FILICOPHYTES
1. Caractères généraux
Appareil végétatif : rhizome portant des mégaphylles ou frondes (voir Figure-3). Appareil reproducteur : situé à la face inférieure de la fronde. L’ensemble des sporanges est nommé sore protégé ou non par un repliement épidermique appelé indusie. Les sporanges s’ouvrent grâce à un anneau mécanique libérant ainsi les spores. (voir Figure-4) Le gamétophyte est réduit à une lame foliacée cordiforme, chlorophyllienne appelé prothalle, portant des anthéridies et/ou des archégones. 2. Exemple d’étude : Polypodium vulgare (voir Figure-5)
Appareil végétatif (voir Figure-3). Les sporanges sont situés à la face inférieure de la fronde, les spores sont identiques « isosporie ». Le prothalle cordiforme porte les deux types de gamétanges à sa face inférieure : anthéridies en bas et archégones en haut: « homoprothalie ». 3. Intérêt des fougères
Fougère mâle (Dryopteris filix-mas) : anthelminthique, toxique à forte dose. Doradille (Asplenium ceterach) : utilisée contre les calculs rénaux et les coliques néphrétiques. II.2.
SPHENOPHYTES
1. Caractères généraux
Appareil végétatif : tige cannelée et articulée portant un verticille de feuilles à chaque nœud. Les feuilles, réduites en écailles, sont appelées microphylles (voir Figure-6). Appareil reproducteur : les sporanges sont regroupés sur des sporangiophores (sporophylles) en forme de parapluie. L’ensemble des sporangiophores forme un strobile ou épi sporifère (voir Figure-6). Les spores sont pourvues d’élatères qui facilitent la dissémination par l’air. 2. Exemple d’étude : Equisetum sp (voir Figure-8)
Constitué de deux types de rameaux : des rameaux stériles chlorophylliens, articulés, portant des feuilles réduites en écailles et des rameaux fertiles portant les strobiles.
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Biologie végétale : Les Ptéridophytes
Il y a une isosporie morphologique et hétérosporie génétique donnant une hétéroprothallie. 3. Intérêt des prêles
La prèle est riche en sel minéraux utiles pour la santé et en silice qui est bienfaisante pour la peau en cas de processus dégénératifs du collagène (rides, vergetures, acné …). Les tiges stériles d’Equisetum arvense sont utilisées comme diurétique, reminéralisant et ont des vertus hémostatiques reconnues. II.3.
LYCOPHYTES
1. Caractères généraux
Appareil végétatif : tige dichotomique portant des microphylles stériles, insérées sur la tige en spirale ou opposées. Appareil reproducteur : constitué de sporophylles au sommet des tiges. Ce sont des feuilles peu différentes des microphylles stériles portant chacune un sporange unique (voir Figure-7). 2. Exemple d’étude : Selaginella denticulata (voir Figure-7 et Figure-9)
Appareil reproducteur : composé de macrosporophylles situées à la base de la partie fertile des tiges du sporophyte, portant chacune un macrosporange qui libère 4 macrospores, et de microsporophylles portant chacune un microsporange qui libère à maturité plusieurs microspores. On observe une hétérosporie, hétéroprothallie et endoprothallie (prothalle inclus dans l’enveloppe sporale).
III. CONCLUSION Caractères d’évolution des Ptéridophytes :
Ce sont des Cormophytes, Rhizophytes, Trachéophytes ; Ont un cycle biologique stable digénétique diplo-haplophasique avec prédominance de la génération sporophytique diploïde ; Ont réalisé l’hétérosporie et l’endoprothallie.
Caractères restés archaïques :
Leurs tissus conducteurs ne sont pas encore très performants ; Leurs appareils reproducteurs sont toujours cachés ; ce sont des Cryptogames ; Leur reproduction est toujours tributaire de l’eau.
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