BEN-CHIR27 8 2011 by BEN CHIR

Chapitre 4- Les champignons Les champignons sont tous hétérotrophes, ils peuvent être saprophytes, parasites ou peuvent vivre en symbiose avec d’autres végétaux. Ils présentent des aspects extrêmement variés. Les champignons sont souvent classés dans une catégorie distincte des autres plantes parce qu'ils sont dépourvus de chlorophylle et qu'ils ont une paroi chitineuse. On trouve des champignons dans quasiment tous les habitats où la vie est possible.         

Ils sont eucaryotes (organismes possédant des cellules munies d'un noyau). Ils sont hétérotrophes vis-à-vis du carbone, qu'ils doivent trouver dans leur environnement immédiat. Ils sont organotrophes, ils se nourrissent de composés organiques. Ils sont absorbotrophes, se nourrissant par absorption. Ils développent un appareil végétatif appel mycélium. Ils se reproduisent par des spores Ces spores sont flagellées ou non. Ils ont une paroi cellulaire chitineuse ce qui les rapproche plus des animaux que des végétaux, dont la paroi est cellulosique. La plupart sont saprophytes, ils se nourrissent de matières organiques végétales ou animales en décomposition. Ils sont des thallophytes, ils ne possèdent ni tiges, ni feuilles, ni racines.

Ce que nous appelons généralement un champignon est la partie reproductrice qui produit des spores. Le corps du champignon est un enchevêtrement de filaments fins enfouis dans la terre ou dans la matière qu’il décompose. Les champignons font pourrir le bois, attaquent les végétaux, gâtent les aliments et causent de nombreuses maladies chez l’humain. Cependant les écosystèmes s’effondreraient si les mycètes ne décomposeraient pas les débris d’organismes et les excréments. Presque tous les végétaux ont besoin de vivre en mutualisme avec les mycètes qui aident leurs racines à absorber l’eau et les sels minéraux.

Mode de vie et de nutrition des mycètes Les champignons, hétérotrophes, qui doivent se débrouiller comme ils peuvent pour se procurer le carbone nécessaire à leur vie. Ils exploitent pour cela leur environnement immédiat, absorbant les matières organiques de trois façons différentes:

1- Les champignons saprophytes exploitent la matière organique morte ou en décomposition (feuilles mortes, débris végétaux ou animaux, excréments). 2- Les champignons parasites exploitent la matière organique vivante, qu'il s'agisse de végétaux, d'animaux (y compris les hommes), voire d'autres champignons. Une moisissure est un champignon à croissance rapide qui se reproduit de façon asexuée et dont le mycélium vit en saprophyte ou en parasite sur une grande variété de substrat. Par exemple la moisissure noire du pain ou bleue de penicillium des fruits. Les levures sont des mycètes unicellulaires faites pour vivre dans des environnements liquides, comme la sève des arbres. Elles se reproduisent par simple division cellulaire.

3- Les champignons symbiotiques D'autres champignons préfèrent la symbiose ou le mutualisme, association avec un végétal autotrophe, chacun des deux organismes tirant profit de cette association. La symbiose permet parfois de créer des êtres nouveaux, comme les lichens ou les mycorhizes.

Le lichen est ni une mousses, ni une plante, ni un organisme individuel, mais plutôt une association symbiotique qui réunit un champignon et une algue. Chez les mycorhizes le champignon fournit les minéraux qu’il tire du sol alors que la plante apporte les éléments organiques qu’elle synthétise. Plus de 95% de tous les végétaux vasculaires possèdent des mycorhizes.

Les cellules des champignons libèrent des enzymes. Celles-ci décomposent les substances complexes comme les protéines, les graisses et les sucres, en substances plus simples qui pénètrent dans les cellules des champignons en compagnie de l'eau, et des sels minéraux.

Morphologie des mycètes Le champignon est un thallophyte, c'est-à-dire qu'il ne possède ni feuilles, ni tiges, ni racines. Son appareil végétatif ou thalle, est constitué de cellules allongées qui peuvent être cloisonnées et compartimentées entre elles, elles sont alors appelées hyphes. Chaque compartiment est une cellule à un ou plusieurs noyaux. Lorsqu’il n'y a pas de cloison les séparant les unes des autres, on parle alors de siphon ou hyphes non cloisonnés. Les hyphes s'associent pour former un réseau de filaments appelé mycélium. Il existe deux catégories d’hyphes : les hyphes végétatifs et les hyphes reproducteurs.

Les hyphes végétatifs sont plus ou moins enfouis dans la matière organique qu’ils décomposent à l’aide d’enzymes digestives. Les hyphes reproducteurs sont habituellement aériens. Ils s’élèvent au dessus de la surface où se trouve la moisissure. Ils produisent des spores qui assurent la reproduction du champignon. Pour se reproduire, les champignons génèrent des cellules appelées spores. Au moment de la reproduction, la plupart des champignons dits "supérieurs" développent un appareil particulier appelé sporophore. C'est ce sporophore, souvent constitué d'un pied et d'un chapeau, que nous appelons communément champignon. Les champignons "inférieurs" peuvent aussi produire des sporophores, mais ceux-ci demeurent microscopiques. Les organes reproducteurs s’appellent zygosporange, asques ou basides selon sa forme Organes reproducteurs

Reproduction des mycètes Les champignons, produisent des spores de façon sexuée ou asexuée qui sont disséminées par le vent. Les spores sont produites à l’intérieur de compartiments spécialisés des hyphes appelés asques, basides ou zygosopranges. Ils peuvent aussi se reproduire par simple division cellulaire.

Les spores germent et donnent naissance au mycelium primaire haploïde, mâle ou femelle. Les mycéliums des deux sexes s’unissent et produisent le mycelium secondaire diploïde ou dicaryote

Sur le mycelium secondaire poussent des sporophores fructifères qui donnent à nouveau des spores.

Classification des champignons La classification actuelle des champignons distingue trois embranchements : (les phycomycètes faisant maintenant parti des protistes) 1- Les Zygomycètes sont des espèces à spores non flagellées dont les cellules ne sont pas séparées par des cloisons. Ils sont souvent des parasites de plantes ou d’animaux. La plupart vivent en milieu terrestre ou sur des matières végétales ou animales en décomposition. Ils peuvent s’associer aux racines des végétaux pour former des mycorhizes. Le nom de cet embranchement vient des zygosporanges, les structures résistantes qui se forment durant la reproduction sexuée. Ex : moisissures.

Le cycle de développement des zygomycètes 1- Des mycéliums de types sexuels opposés 2- forment des prolongements appelés gamétanges cloisonnés à plusieurs noyaux. 3- Les gamétanges haploïdes fusionnent et forment un zysporange diploïde. 4- La cellule se recouvre d'un revêtement épais et rugueux pour résister aux rigueurs du climat. 5- Lorsque les conditions s'améliorent, la méiose survient 6- Le zygosporange germe et produit des petits sporanges 7- Les spores haploïdes se dispersent 8- Les spores germent et deviennent des nouveaux mycéluims

2- Les Ascomycètes : il existe plus de 60,000 espèces d’ascomycètes. Leur taille et leur complexité varient grandement, depuis la levure ou la tavelure des feuilles jusqu’aux truffes. Plus de la moitié des espèces d’ascomycètes s’associent aux algues par symbiose pour former des lichens, aux racines des végétaux pour former les mycorhizes. Ils comprennent aussi les agents pathogènes les plus dévastateurs pour les plantes Ex : truffes, morilles, l’ergot de seigle, levures, tavelures

Les spores sont produites à l'intérieur de sacs (les asques) et sont projetées, à maturité, à l'extérieur par ouverture de l'asque. Leur taille et leur complexité varient grandement, depuis la levure ou la tavelure des feuilles jusqu’aux truffes. Plus de la moitié des espèces d’ascomycètes s’associent aux algues par symbiose pour former des lichens, aux racines des végétaux pour former les mycorhizes. Ex : truffes, morilles, l’ergot de seigle, levures, tavelures.

Le cycle de développement des ascomycètes 1- Des mycéliums de types sexuels opposés s'entrelacent et produisent un gamétocyste appelé ascogone 2- L'ascogone possède ainsi un échantillon des noyaux des deux parents. 3- L'ascogone produit des hyphes qui forment un ensemble ascocarpe 4- Les extrémités des hyphes sont séparées en asques. La fusion des noyaux s'y produit, suivi d'une méiose et d'une mitose, ce qui donne huit noyaux haploïdes. Une paroi cellulaire se développe autour de chaque noyau pour donner des ascospores 5- Arrivées à maturité, toutes les ascospores sortent par l'extrémité de l'asque. 6- La germination des ascospores donne naissance à des nouveaux mycéluims haploïdes 7- Les ascospores peuvent aussi se reproduire de façon asexuée en produisant des spores aériennes appelées conidies

3- Les Basidiomycètes

Chez les basidiomycètes, les spores se développent par bourgeonnement à l'extrémité de cellules spécialisées (les basides) sur des carpospores (chapeaux) et sont dispersées par le vent à maturité L’embranchement comprend environ 25,000 espèces. Ils sont d’importants décomposeurs de bois et d’autres matières végétales. Ex : bolets, agarics, amanites, Le cycle de développement des basidiomycètes 1- Les spores germent de donnent des hyphes haploïdes 2- Les hyphes de types sexuels différents fusionnent. 3- Il en résulte un mycéluim dicaryote (à deux noyaux) qui se développe plus vite et refoule les hypes parentaux. 4- Après s’être développé suffisamment, le mucélium dicaryote développe des masses compactes qui deviennent un champignon avec son chapeau. 5- Sous le chapeau, il se développe des basides qui émettent des spores

Cycle de reproduction de l’ergot de seigle - L’ergot constitue une forme de résistance aux conditions climatiques, il passe l’hiver sur le sol. - Le printemps venu, des filaments germent sur le vieil ergot au sol et forment des fructifications. La méïose intervient et forme des spores longues et fines. - Le jeune plant au temps de la floraison est infesté par les spores ; des filaments de mycelium se développent en simulant les grains de céréales. - Des spores sont produits et infestent d’autres plants de céréales. - Les myceliums se mélangent, il y a fusion des cytoplasmes. L’ergot dense et dur, occupe la place d’un grain, il esr mûr en même temps que la céréale

Usages des champignons Beaucoup de champignons sont utilisés pour usages alimentaires, industriel et médical. Les levures servent à la fermentation de la bière, du vin et à faire lever pain. Les chercheurs utilisent les levures pour étudier la génétique moléculaire des eucaryotes parce qu’ils sont faciles à cultiver et à manipuler.

Des champignons servent à la maturation des fromages. Chaque type de fromage a son type de champignon qui lui est associé Certains mycètes produisent des antibiotiques comme le Pénicillium notatun. Plusieurs champignons constituent une bonne source alimentaire. L’Agaricus hortensis blanc est cultivé sur du compost à la noirceur. Cependant de nombreuses espèces de champignons sauvages sont aussi comestibles. Seuls les spécialistes peuvent identifier les espèces comestibles des vénéneuses.

Au point de vue écologique, les champignons sont des fertilisateurs naturels parce qu’ils recyclent la matière organique morte. Ils maintiennent les réserves de nutriments inorganiques essentiels à la croissance des végétaux. Sans les champignons, les feuilles, les souches et les cadavres s’accumuleraient sans restituer au sol les éléments qui les composent. Les végétaux et les animaux finiraient par mourir de faim, les nutriments faisant défaut. Ce sont des activateurs de compost.

Usages culinaires des champignons Le champignon est composé d'eau à 90%, de 3% de protéines, de à 7& d'hydrates de carbone et de très peu de matières grasses. Il est riche en potassium, en fer, en cuivre, en sélénium et en niacine. Il est stimulant, regénérateur et légèrement laxatif. Acquisition À l'épicerie, recherchez des champignons fermes et intacts. Évitez les champignons ratatinés, tachés et visqueux, avec la tête fendue et la couleur altérée. Les champignons sont disponibles frais, séchés, congelés, en conserve ou blanchis. Les champignons tranchés ont été blanchis brièvement, placés dans une solution salée ou d'acide ascorbique puis réfrigérés.

Préparation Nettoyez et préparez les champignons seulement au moment de les utiliser pour éviter qu'ils pourrissent et noircissent. Ne les faites pas tremper car ils se gorgent d'eau. Lavez-les rapidement à l'eau courande ou à l'eau légèrement vinaigrée et essuyez-les avec un linge ou un papier. Arrosez les champignons avec du jus de citron ou du vinaigre pour les empêcher de noircir. Les tiges des champignons sont comestibles, si certaines recettes suggèrent de les enlever, c'est uniquement à des fins esthétiques. Peler un champignon entraine une perte de saveur et de valeur nutritive. Utilisations Le champignon joue un rôle condimentaire. Il peut être utilisé de plusieurs façons; entier, haché, étêté, tranché en quartiersou en lamelles, sous forme d'extrait ou de farine. Il entre dans la composition des entrées, soupes, sauces, omelettes, ragoûts et pizzas. Les cèpes de Bordeaux et les vesses de loup peuvent êtres mangés crus. Cependant la plupart des champignons ne sont comestibles qu'après cuisson La plupart des champignons cultivés rétrécissent et rendent l'eau s'ils sont cuits à feu doux et longtemps. La cuisson idéale consiste à les faire revenir quelques minutes à feu vif en brassant continuellement. Les retirer du feu dès qu'ils commencent à rendre de l'eau et utilisez cette eau pour parfumer les sauces, les soupes et les ragoûts. Ne jamais saler les champignons. Pour tirer le maximum de saveur des champignons, il est mieux de les incorporer en fin de cuisson dans les plats qui mijotent longtemps. Vous pouvez aussi les faire revenir dans un corps gras et les ajouter à la toute fin. Conservation Qu'ils soient crus ou cuits, les champignons s'altèrent rapidement. Il faut les manipuler avec soin et les réfrigérer aussitôt que possible dans un contenant non hermétique, tel un sac de papier. Percez l'emballage de plastigue pour favoriser une bonne circulation de l'air. Les champignons se congèlent facilement, il suffit de bien les trancher et de bien les envelopper. Ils peuvent se conserver ainsi trois mois. Si on prévoit les conserver plus longtemps, on les arrose avec du jus de citron dilué puis on les blanchit 2 minutes et demie. On utilise les champignons sans les décongeler. Déshydratés, ils perdent les 9/10 de leur volume initial et se conservent jusqu'à un an.

Chapitre 5- Les algues Les algues sont tous autotrophes, tallophytes et cryptogames. Ils présentent des aspects extrêmement variés. .- Leurs habitats sont variés mais toujours liés à une vie au moins en partie dans l’eau, libres comme le plancton ou fixées. - Leur morphologie est diversifiée à l’extrême. Ils peuvent être unicellulaires et mobiles grâce à des cils; d’autres ont des tissus ou des organes différenciés. - Les chloroplastes ont des formes variées, ils présentent tous les types de chlorophylle connus. - Les cycles de vie et de reproduction expriment toute une gamme de variations dans l’alternance des générations (haploïde ou diploïde). - Elles sont considérées comme les ancêtres des plantes supérieures. - Elles sont la base de la chaîne alimentaire

A- algue géante de plus de 100 mètres B- algue unicellulaire mobile avec flagelles C- cellule d’algue avec un seul chloroplaste en hélice

A : Classification

La classification actuelle des algues distingue 3 embranchements : Note: Les algues bleues ou Cyanophycées, sont maintenant classés dans le règne des Monères avec les bactéries. La spiruline en fait partie. Les algues rouges ou rhodophycées que l’on retrouve en eau salée, en profondeur à plus de 10 mètres dans les mers et océans. Elles sont presque toutes pluricellulaires vivant fixées au rochers ou aux coquilles des mollusques. 3 700 espèces 56 genres Les algues brumes ou phéophycées se retrouvent jusqu’à 10 mètres de profondeur surtout dans les mers froides. Ce sont des plantes marines pouvant atteindre plusieurs mètres de longueur. À quelques exception près elles vivent dans les mers froide et tempérées où elles vivent fixées au fond rocheux. Il n’y a que les sargasses qui prolifèrent dans les mers chaudes. 16 000 espèces 950 genres Les algues vertes ou chlorophycées sont toujours en surface où elles profitent d’avantage de la lumière solaire. Elles peuvent être marines, terrestres ou d’eau douce. Elles sont très répandues dans le monde entier. On pense que les algues vertes sont à l’origine des plantes supérieures. 8 000 espèces 350 genres C'est la luminosité en fonction de la profondeur qui détermine les peuplements d'algues.

B : Morphologie Les espèces les plus primitivres d'algues renferment un plaste unique et volumineux. La plus grande partie du volume de la cellule est occupé par un chloroplaste incurvé en forme de cloche. Au cours de l'évolution, le chloroplaste se morcelle en de nombreus petits plastes lenticulaires. Le stigma est une sorte d'oeil primitif qui réagit à la lumière pour guider la cellule dans ses déplacements. Les flagelles locomoteurs donnent des caractéristiques à la fois végétales et animales à certaines algues. Les colonies et groupements cellulaires Chez les algues les cellules s'associent pour former un thalle. Les colonies les plus primitives sont de simples agrégats où toutes les unités sonts semblables, à la limite chaque unité peut retrouver son indépendance. Lorsque le nombre des unités augmente, la vie sociale impose une différenciation cellulaire. Les algues présentent des sociétés cellulaires qui vont de l'interdépendance jusqu'à l'intégration progressive. Il se développe des systèmes d'échanges, des signaux de reconnaissance intercellulaire et une structuration spécifique. La structure filamenteuse est une construction pluricellulaire simple fréquente chez les algues. Elle résulte du fait que chez ces structures, les cellules issues d'une division, ne se séparent pas et que les plans de mitoses sont toujours orientées dans la même direction. La capacité de division se restreint à certaines cellules, les cellules initiales, localisées à l'apex du thalle. »»»»»»»»»»»»»»»»»»»» Structures filamenteuses avec division de toutes les cellules et divisions cellulaires apicales seulement.

Les structures membraneuses Certains thalles d'algues ont l'aspect d'une fine membrane qui dérive directement d'une structure filamenteuse. Le filament commence par se développer en longueur puis les cellules se divident en largeur pour former une lame ou un éventail. La lame peut n'avoir qu'une ou deux cellules d'épaisseur. Ce type de division est fréquent chez la laitue de mer ou les laminaires. Chez les entéromorphes, les deux assises cellulaires s'écartent et forment un tube creux. Dans d'autres espèces le tube se remplit de muscilages, ce qui les rend glissants sur les rochers. Les thalles cladomiens Un degré plus élevé de l'évolution est représenté par une structure très caractéristique des algues, Le cladome. Un cladome est une association de deux sortes de filaments : un axe engendré par une cellule initiale apicale dont la croissance est indéfinie, et des rameaux latéraux, les pleuridies formées de cellules riches en plastes. Les pleuridies ont une croissance limitée. Elles sont plus développées lorsqu'elles sont loin de l'apex des axes. Sur le cladome primaire, des cladomes secondaires, puis tertiaires peuvent se développer. L'organisation cladomienne donne des formes élégantes et très découpées, bien représentées chez les algues rouges. Le thalle cladomien est une structure qui met en jeu des relation intercellulaires hiérarchisées. Une telle organisation évoque sous une forme rudimentaire, les rameaux ramifiés des plantes supérieures. Structure siphonée ou coecytique Toutes les algues n'ont pas de structure cellulaire. Certaines sont constituée d'articles plurinuclées, d'autres sont formés de tubes continus ou siphons contenant un cytoplasme continu, non-cloisonnée dans laquelle sont dispersés les noyaux. Cette structure n'est pas sans rappeler certains champignons. Elle se rencontre souvent chez une lignée d'algues vertes, les Siphonales.

Les Rhodophycées Les algues rouges ou rhodophycées : sont des espèces presque toutes pluricellulaires, marines, vivant fixées aux rochers ou aux coquilles des mollusques presque exclusivement dans les eaux salées. On les rencontre jusqu'à de grandes profondeurs car elles acceptent souvent de se développer dans des conditions de faible éclairement. Leur pigment dominant est la caroténoïde, le même que l’on trouve dans différents fruits et dans les carottes. Avec les Rhodophytes ont atteint la complexité maximale pour les cycles de reproduction. Les cycles sont généralement trigénétiques avec la succession de trois générations Dans ce groupe on trouve de nombreuses algues utilisées par l’homme comme le Gelidium corneum dont on estrait la gélose d’agar-agar, les Porphyra et les Chondrus qui servent à nourrir le bétail et l’alimentation humaine. De nombreuses algues rouges se signalent par leurs formes délicates. imitant tantôt les fougères ou les cheveux, et même le corail .

cycle de reproduction des rhodophycées

Les algues rouges constituent un groupe important qui comprend la duse ou goémon à vache, (Palmaria palmata), la mousse d'Irlande (Chondrus cripus) et les 30 espèces du genre Porphyra, dont les espèces oni-amanori (Porphyra dentata), l'asakusa-nori (Porphyra tenera), la susabi-nori (Porphyra yezoensis) et l'algue rouge comestible (Porphyra perforata). Le sous-embranchement des floridées (du latin floridus), qui a un aspect fleuri auquelles appartiennent les espèces (Gelidium, Pteroclaida et Glacilaria) dont on extrait l'agar, agar. L'agar-agar de la gélatine. L'on certaines floridées Dans la méthode cuisson du vinaigre industrielle on se raccourcit et donne est ensuite agar est dépourvu est vendu sous ou de fils.

(gélose, kanten) est l'équivalent végétal fait bouillir pendant plusieurs heures tel que Gelidium, Pteroclaida et Glacilaria. traditionnelle, l'on intégre à l'eau de (acide acétique), dans la méthode sert plutôt d'acide sulfurique, cela un produit plus blanc. L'eau gélatineuse déshydratée, après congélation. L'agard'odeur, de saveur et de valeur nutritive.. Il forme de poudre, de flocons, de bâtonnets

Contrairement à la l'eau, il absorbe aliments, on le fait l'utilise comme confitures, les crème fouettée.

gélatine, l'agar-agar n'est soluble dans l'eau qui le ramollit. Pour l'incorpores aux fondre à feu doux. L'industrie alimentaire stabilisateur et l'incorpore dans les gelées, les garnitures à gâteaux et la

Pour les végétariens qui n'aiment pas se servir de la gélatine qui est d'origine animale, l'agar-agar est un bon substitut. Elle occasionne parfois des allergies en activant le transit intestinal. La carragheen a un grand pouvoir gélifiant. Les Irlandais l'utilisent notamment pour épaissir les blancsmangers et autres produits laitiers. Elle se distingue de l'agar-agar parce qu'elle contient de l'ammoniaque, du calcium, du potassium, des sels de sodium et une plus grande proportion de polysaccharides sulfatés. Les États-Unis en sont les premiers producteurs. L'industrie alimentaire l'utilise abondamment comme agent stabilisant, épaississant et gélifiant dans la fabrication de crèmes glacées, sorbets, fromages, laits évaporés, soupes instantanées, gâteaux, biscuits et confiseries, notamment. La carragheen est utilisée en Irlande depuis des siècles; elle porte le nom d'un village côtier irlandais où se font la cueillette et la distribution de cette algue. On l'extrait en particulier des espèce Chondrus et Eucheuma.

La mousse d'Irlande (Chondrus crispus) mesure entre 5 et 10 cm et se trouve en abondance dans l'Atlantique nord, particulièrement près des côtes de l'Irlande, ainsi qu'en France, au Royaume-Uni, en Espagne et au Canada. Cette algue vert jaunâtre, marron ou pourpre, n'est comestible qu'après cuisson. On en tire un polysaccharide visqueux nommé carragheen (cette substance est aussi extraite d'autres espèces d'algues rouges). Comme l'agar-agar, la carragheen est dépourvue de valeur nutritive. On ne conait pas encore ses effets sur la santé, cependant on la soupçonne d'entrainer des mutations génétiques.

Les algues brunes ou phéophycées sont des espèces à la structure nageuse, vivant dans la mer, en eau douce ou sur le sol humide. Elles peuvent être à l’origine du règne animal. Leur pigment dominant est la phycobiline qui leur donne une coloration vert olive brunâtre ou marron, ce qui lui permet d’utiliser la lumière solaire à une plus grande profondeur. Ce sont des plantes marines pouvant atteindre plusieurs mètres de longueur. À quelques exception près elles vivent dans les mers froide et tempérées où elles vivent fixées au fond rocheux. Il n’y a que les sargasses qui prolifèrent dans les mers chaudes. Plusieurs possèdent des vésicules remplies d’azote qui leurs servent de flotteurs. Le fucus vesiculosus et le fucus serratus est abondant sur les rivages des côtes marines. La plus part des algues brunes présentent une alternance entre une génération haploïde et diploïde. Les anthérozoïdes et les oosphères sont produits sur des plants différents.

Les différentes utilisations des algues brunes Au Japon on récolte l'aramé, l'hijiki, les kombus et la wakamé. En Amérique du Nord c'est le varech qui est utilisé par l'industrie alimentaire et pharmaceutique. L'aramé (Eisenia bicyclis) est une algue laminaire à l'apparence de grandes lames ciselées brun jaunâtre, elle deviennent noires lorsqu'elles sont séchées. C'est une algue épaisse peu fragile et qui se décolore peu. On la consomme frite ou dans les soupes. L'hijiki (Hizikia fusiforme) est faite de plusieurs brindilles cylindriques attachées à des tiges principales. Ces brindilles sont minuscules déshydratées mais augmentent de 5 fois leur volume lorsqu'elles sont mises à tremper. L'hijiki aune texture croustillante et une saveur prononcée. L'hujiki est cuite à la vapeur puis sautée ou mijotée.Elle est aussi mise dans les soupes et les sandwixhs, servie comme légume ou infusée. Les kombus (Laminaria spp)sont des grandes algues aux lames plates plus ou moins épaisses. Elles sont riches en iode. Plusieurs noms identifient la kombu selon la variété, ma-kombu (Laminaria japonica), oni-kombu (Laminaria diabolica), naga-kombu (Laminaria longissima), mitsuishi-kombu (Laminaria angustata) ou selon la présentation, kombu haché (tororo kombu), kombu cuite au tamari (kakufiri kombu). Les kombus servent principalement à préparer les bouillons, elles sont riches en acide glutamique (dont on extrait le glutamate de sodium), qui s'active au contact de l'eau. Il est préférable de ne pas trop les faire bouillir, elles libèrent alors du magnésium inorganique, de l'acide sulfurique et du calcium qui donne un goût désagréable. Ne les jetez pas après l'ébullition, elles peuvent entrer dans la préparation d'autres mets. Le wakamé (Undaria pinnatifida) est une grande feuille finement dentelée de 60 à 120 cm. et 30 à 40 cm de largeur. Une épaisse nervure muscilagineuse est située au centre de la partie supérieure. Il est riche en acide glutamique et en calcium. Il a une texture et une saveur délcate. Le wakamé accompagne le riz, le tofu, la viande, la volaille, le poisson, les fruits de mer, il se met aussi dans la soupe et les salades. Le varech géant (Macrocystis pyrifera) le varech (Pleurophycus gardneri) et le varech géant de taureau (Nereocystis luetkeana) sont surtout utilisés par l'industrie alimentaire et pharmaceutique. Les varech géants peuvent mesurer jusqu'à 60 mètres de haut. Les forêts de varech sont les hôtes d'une communauté marine riche en poissons, en invertébrés, en oursins et en loutres de mer. La couverture de varech s'étend sur la surface de l'eau, près de la rive. Le varech descend également jusqu'au fond marin, quelquefois allant même jusqu'à plusieurs centaines de mètres. Durant l'été, cet algue peut pousser de 30 centimètres par jour. Les populations d'oursins, jadis contrôlées par les loutres, ont pris une expansion foudroyante, décimant bon nombre des forêts de varech et les communautés d'algues associées. Aujourd'hui, les populations de loutres réintroduites sont à la hausse, et l'habitat de varech pourrait lui aussi se reconstituer.

Les algues vertes ou chlorophycées Les algues vertes vivent surtout dans les eaux douces ou saumâtres y compris les mares temporaires. Il y a des espèces d’eau douce, des espèces marines et des espèces terrestres. Elles sont très répandues dans le monde entier. On pense que les algues vertes sont à l’origine des plantes supérieures. Leur pigment dominant est la chlorophylle, soit le même pigment qui donne la couleur verte à la majorité des plantes terrestres. Leurs formes et leurs tailles sont très variables : elles peuvent être microscopiques et unicellullaires comme la chlorelle (Chlorella vulgaris), utilisée comme complément alimentaire ; grandes et pluricellullaires, en forme de lames plates, comme la laitue de mer (Ulva lactuca) bien connue des pêcheurs à pied et consommée en salade dans les pays nordiques. D’autres, filamenteuses, se présentent sous la forme d’un tube, rappelant celui d’un intestin (Enteromorpha intestinalis). Ces algues qui vivent dans des eaux peu profondes sont très sensibles à la pollution organique ou en nitrates : elles se multiplient au point de provoquer de véritables marées vertes. Les algues vertes sont donc connues comme de bons indicateurs de pollution par les nitrates (fleur d'eau, marées vertes à Ulva, etc.). Dans le groupe des protocalles, on retrouve des algues aux cellules isolées qui couvrent d’une poudre verte l’écorce des arbres, la surface des roches ou en symbiose sur le poil de certains animaux comme les paresseux. Le groupe des confertales comprend des algues dont les cellules sont groupées en filaments, linéaires ou ramifiés, parfois en thalle lamelleux comme l’Ulva laitue. Les siphonales dont le caractère essentiel tient à la structure de leur thalle, formé d’une seule cellule, allant d’un bout à l’autre de la plante sans cloisons avec de très nombreux noyaux et chloroplastes. Leur reproduction est à la fois asexuée et sexuée. Dans une population apparemment semblables de laitues de mer, certains individus sont haploïdes et d’autres, diploïdes.

Les différentes utilisations des algues vertes ou chlorophycées

La plupart des algues vertes ont une saveur délicate, elles sont très appréciées en Asie. On les mange fraîches ou réhydratées. On les incorpore dans les soupes, les salades et les pains; on les sert avec les poissons, le tofu et on les infuse. Les laitues de mer (Ulva lactuca et Ulva fascuata) ressemblent à des feuilles de laitue, sont aussi tendres et ont une saveur identique. En Asie, plusieurs espèces sont pulvérisées et pressées en feuilles minces qui ont l'apparence du papier; on les appelle les nori au Japon. On se sert du nori pour enrouler du riz et du poisson cru coupé en morceaux (sushi). On le fait aussi griller, ce qui le rend croustillant et plus savoureux; puis on l'émiette ou le pulvérise sur les aliments.

Les caulerpas sont appelés raisins de mer à cause de leur forme. Elles goûtent aussi la laitue. Elles ressemblent à des vignes sous-marines avec une alternance de projections qui ressemblent à fes feuilles et des grappes vertes qui ressemblent à des raisins. Ce sont les plus gros organismes unicellulaires dans le monde. Toute la gramme et leur feuillage ne forment qu'une seule cellule. Pour la récolte, il faut prendre l'ensemble, si vous ne récoltez qu'un seul raisin, il va se vider de son contenu cellulaire. Méthodes d'utilisation Les algues peuvent contenir du sable, il faut les laver avant de les utiliser. Les algues déhydratées sont mises à tremper 15 à 60 minutes avant la cuisson. Elles sont consommées comme aliments, comme assaisonnement, comme garniture ou comme supplément alimentaire. On les sert en entrées, en soupes, avec les mets principaux comme légumes, en desserts et en infusion. On les apprête de multiples façons : bouillies, frites, sautées, froides ou chaudes. Il faut les réfrigérer après cuisson.

Les characées Il est difficile de classer les Characées : par certains traits elles se rapprochent des algues vertes mais certains caractères les rapprochent des plantes évoluées comme les mousses. Plusieurs botanistes préfèrent en faire

un groupe à part. Les organes reproducteurs femelles qui sont visibles à l’oeil nu, ne contiennent qu’une seule cellule. Les organes mâles, de taille semblable, sont arrondis et de couleur rouge. Chacun produit plus de 30, 000 gamètes microscopiques.

Ces plantes sans fleurs vivent dans les eaux claires, y constituant une zone de végétation, comme une prairie submergée jusqu’à 15 mètres de profondeur. Elles poussent sur le fond vaseux ou sableux des lacs, des étangs et des anciennes carrières inondées et même dans les eaux saumâtres. La plante est ancrée au fond par des filaments jouant le rôle de racines. La tige dressée porte des verticilles de rameaux très courts, garnis eux-mêmes de rameaux minuscules. Les tiges et les rameaux sont incrustés de carbonate de chaux qui les rendent rudes au toucher comme des prêles auxquels ils ressemblent.

1- Aspect général d’une charophyte. 2- Schémas de la plante a- rameau incrusté de carbonate de calcium b- section du rameau c- rameau avec organes reproducteurs d- coronule e- oosphère

Usages des algues L’alimentation humaine et animale. Les algues sont utilisées dans la fabrication des Sushi ou en salades La fabrication de gelées La nourriture pour animaux domestiques La spiruline dans différents aliments La fabrication de cosmétiques Toute une gamme de produits cosmétiques à base d’algues Les traitements et enveloppements aux algues dans les centres de Balnéothérapie. La fabrication d’insecticides Les diatomées sont utilisées comme insecticides naturels A partir d'algues séchées et broyées, on obtient, une poudre, utilisée aussi bien dans le domaine du textile (surtout pour l'impression de la soie), des cosmétiques (shampoing, produits de beauté, crème à raser) qu'en pharmaceutique, en imprimerie et surtout en alimentation.

La fabrication de fertilisants naturels Les anciens l’utilisait tel quel comme matière organique ajoutée au sol De nos jours elles sont utilisées sous forme de concentré fertilisant en horticulture ornementale.

Chapitre 6- Les lichens Un lichen est une structure autonome résultant de l'association symbiotique entre deux catégories de partenaires :

- le partenaire fongique, hétérotrophe, est pratiquement toujours un champignon ascomycète, qui représente plus de 90 % de la biomasse lichénique, dont les hyphes microscopiques enchevêtrées emprisonnent, - le partenaire chlorophyllien, autotrophe, est une algue verte ou une cyanobactérie

- La symbiose apparaît donc comme l'association de partenaires avec bénéfices réciproques. Il y a transfert de nourriture photosynthétisée vers le champignon et, en échange, transfert de l'eau, de substances dissoutes et de certaines substances organiques vers l‘algue - La répartition des cellules d’algues parmi les hyphes du champignon peut se faire de deux façons; un lichen homéomère voit les cellules d’algue réparties de façon homogène, un lichen hétéromère indique les cellules d’algues sont groupées dans une couche déterminée.

- L'association champignon-algue apporte des propriétés qu'on ne trouve pas chez l'un ou l'autre des partenaires :

   

- la reviviscence : la capacité de passer rapidement, réversiblement et répétitivement de l'état sec à l'état hydraté ; - un pouvoir lithogène : qui leur permet de s'installer en pionnier sur des substrats difficiles ; - la résistance aux températures extrêmes : l'assimilation peut encore être active à - 40 °C ; - l'originalité des voies métaboliques avec l'élaboration de substances spécifiques, les métabolites secondaire encore appelées acides lichéniques. Les lichens se rencontrent dans les milieux les plus divers et sur les substrats les plus variés. Leur résistance aux basses températures permet leur abondance dans les régions nordiques et dans les montagnes. Selon la nature du substrat on parle de :

- Lichens corticoles : sur les écorces des troncs et des branches des arbres de nos villes et de nos forêts (parfois sur feuilles : lichens foliicoles ; sur bois nu : lignicoles...). Corticoles, folicoles, lignicoles forment les lichens épiphytes.

- Lichens saxicoles : sur les rochers calcaires, siliceux nus, siliceux moussus, siliceux immergés, vieux murs, toits, avec des variations dans les groupements en fonction de la luminosité (certains sont héliophiles, d'autres sciaphiles).

- Lichens terricoles et humicoles : dans des pelouses, landes, bois clairs... Un certain nombre d'entre eux vivent en saprophytes aux dépens de la matière organique présente dans le sol.

La classification des lichens - Les différences dans l'aspect du thalle qui permettent la classification des lichens en sept grands groupes morphologiques.

1- Thalles lépreux : association de granules constitués chacun d'un peloton d'hyphes associées à quelques cellules d’algues. Ex : les Lepraria.

2-Thalles crustacés : ils forment une croûte fortement adhérente au substrat, la plupart d'entre eux sont souvent appelés les microlichens. Une coupe microscopique réalisée verticalement montre de haut en bas : - un cortex supérieur formé d'hyphes enchevêtrées assez fortement serrées ; - une couche algale - la médulle constituée d'hyphes peu serrées, inséparables du substrat. - Parfois on trouve sous la médulle un feutrage noir, l'hypothalle souvent visible sous forme d'une fine zone concentrique sombre à la périphérie du thalle. Ex : les Lecanora, Ochrolechia, Pertusaria... plus de 4/5 des lichens ont des thalles crustacés

3- Thalles squamuleux : formés de petites écailles qui se chevauchent partiellement. La partie de l'écaille décollée du substrat commence à différencier un cortex inférieur. Ces thalles sont intermédiaires entre les thalles crustacés et les thalles foliacés. Ex : Normandina pulchella.

4-Thalles foliacés : donnent des lames lobées facilement séparables du substrat auquel ils sont parfois fixés par des rhizines. Certains thalles foliacés n'adhèrent au substrat que par une petite zone (crampon) souvent située au centre de la face inférieure, et la face supérieure présente une légère dépression (ombilic) ; ce sont les thalles foliacés ombiliqués. Ex : les Umbilicaria.

5-Thalles fruticuleux : donnent des lames lobées facilement séparables du substrat auquel ils sont parfois fixés par des rhizines. Certains thalles foliacés n'adhèrent au substrat que par une petite zone (crampon) souvent située au centre de la face inférieure, et la face supérieure présente une légère dépression (ombilic) ; ce sont les thalles foliacés ombiliqués. Ex : les Umbilicaria.

6-Thalles composites : ils présentent un thalle primaire foliacé-squamuleux, adhérent au substrat, et un thalle secondaire dressé, plus ou moins ramifié, développé dans un second temps sur le thalle primaire. Ex : les Cladonia Stereocaulon...

7-Thalles gélatineux : ils contiennent des cyanobactéries réparties dans toute l'épaisseur du thalle. A l'état sec ils sont noirs, coriaces et friables. En présence d'eau ils gonflent pour donner des masses gélatineuses. Ex : les Collema, Ephebe, Leptogium, Lichina...

La reproduction des lichens 1er mode : par dissémination du lichen Les lichens sont des organismes reviviscents. Capables de subsister longtemps à l'état sec, ils deviennent cassants ; leurs fragments dispersés par le vent ou les animaux peuvent engendrer de nouveaux individus. Des structures plus organisées peuvent également se former : les schizidies, les phyllidies, les soralies, les isidies ... Elles contiennent toujours l’algue et le champignon

Soralies : par les déchirures du thalle, il y a émission de "granules", les sorédies, formées d'un enchevêtrement d'algues et d'hyphes. Ces sorédies forment la soralie dont la couleur est généralement différente de celle du thalle. Légères, elles sont facilement transportées par le vent, la pluie, les insectes et permettent une dissémination de l'espèce.

Isidies : à sa surface, le thalle émet de petits bourgeons (sphériques, cylindriques, ramifiés...) contenant les algues et les hyphes. Recouverts par le cortex, ils sont en général de la même couleur que le thalle. Ces isidies, plus lourdes que les soralies, ne peuvent être transportées aussi loin, elles assurent plutôt une colonisation du substrat.

le thalle de certaines espèces porte de nombreuses petites pustules noires ressemblant à de minuscules périthèces. Ces structures sont des pycnides, formées par les hyphes du champignon, produisant des pycnidiospores qui permettent la multiplication végétative du champignon. B. 2ème mode : par production de spores par le champignon

Deux hyphes fongiques sexuellement différenciées fusionnent et donnent, à la surface du thalle, des structures en forme de boutons (les apothécies), ou de coupes plus ou moins fermées (les périthèces), dans lesquelles des cellules particulières (les asques) vont élaborer les ascospores, en général 8 spores par asque mais le nombre peut varier, et des mitoses permettent d'obtenir dans certains cas 32, 64... ascospores, ou beaucoup moins si certaines cellules méiotiques avortent.

Après leur libération, ces spores issues d'une reproduction sexuée, germent et donnent des hyphes qui capturent des algues pour pouvoir redonner un nouveau thalle lichénique. Entre les asques se trouvent des cellules stériles : les paraphyses, dont les extrémités renflées peuvent contenir des pigments responsables de la couleur de l'hyménium.

Quelques organes non reproducteurs portés par le thalle Poil : visible à la loupe, il correspond au prolongement libre d'une hyphe du cortex. Parfois nombreux et serrés, les poils constituent un tomentum. Cil : formation filiforme, de teinte habituellement sombre, visible à l'œil nu, constituée par les prolongements de plusieurs hyphes accolées ; se trouve généralement sur les bords du thalle. Poils, tomentum et cils sont de nature fongique, ils protègent contre les radiations, limitent l'évapotranspiration, retiennent l'eau, la rosée, l'humidité, ils n'ont aucune fonction assimilatrice. Fibrille : courte ramification filamenteuse, concolore au thalle, contenant des hyphes et des algues et augmentant de façon significative la surface photosynthétisante. Rhizine : organe de fixation des thalles foliacés, simple ou ramifié, formé d'un faisceau d'hyphes soudées et recouvertes d'une gaine gélatineuse facilitant l'adhésion au substrat. Papille : petite protubérance, uniquement constituée de cortex, visible à la loupe, plus haute que large, située entre les fibrilles sur le thalle des Usnées. Nodule : saillie du thalle, visible à l'œil nu, plus large que haute, contenant des hyphes médullaires recouvertes d'un cortex (les nodules sont surtout rencontrés chez les Usnées). Pseudocyphelle : ouverture des cortex supérieur et inférieur laissant apparaître la médulle. Rôle important dans les échanges gazeux avec l'atmosphère (les cyphelles sont des dépressions, à contour arrondi, du cortex inférieur, rencontrées uniquement dans le genre Sticta). Veines : réseau plus ou moins saillant, situé à la face inférieure du thalle, portant souvent des rhizines ou un tomentum.

Quelques usages des lichens A. Usages médicaux Certains lichens sont utilisés en homéopathie pour la fabrication de sirops, pastilles... d'autres sont capables de nous donner des antibiotiques particulièrement actifs à des doses très faibles (1/20 000 des doses habituelles) contre les bactéries GRAM+. Ex : Certains Ramalina, Alectonia, Usnea sont riches en acide usnique ; toxiques par voie parentérale ils donnent d'excellents résultats en usage externe. En 1989 ont été découvertes des propriétés antitumorales et inhibitrices de la réplication du virus du SIDA.

B. Usages alimentaires Certains lichens contiennent des macromolécules de lichénine dégradées en glucose au cours de la digestion. Ils peuvent être utilisés pour l'alimentation des animaux. Ex : Cladonia rangiferina : lichen des rennes. Cetraria islandica qui contient 60% de glucides, utilisé pour l'alimentation des porcs, des chevaux et des vaches dans les pays nordiques. D'autres lichens sont utilisés pour l'alimentation humaine : la mousse d'Islande (Cetraria islandica) dans les pays nordiques, les tripes de roche (divers Umbilicaria) au Canada et au Japon et dans les déserts asiatiques une espèce fruticuleuse le Rhizoplaca esculenta ou "manne du désert", qui aurait sauvé les Hébreux de la famine.

C. Usages industriels Extraction industielle de produits pour la parfumerie surtout à partir de 2 lichens fruticuleux récoltés sur les arbres : Evernia prunastri (la mousse du chêne) et Pseudevernia furfuracea (mousse des arbres). On en récolte chaque année entre 8 000 et 9 000 tonnes pour les parfums à odeur de "Chypre", de "cuir de Russie" ... Fabrication artisanale de matières colorantes.

D. Bio-indication Ils permettent dans certaines conditions d'évaluer :      

la chimie et la stabilité des sols, la hauteur moyenne de l'enneigement, l'âge des moraines et le recul des glaciers, le degré de pureté de l'atmosphère, le type de gestion forestière, la quantité de polluants (plomb, fluor, radioéléments...) présents dans un milieu donné.

Chapitre 7- Les Bryophytes Le groupe des bryophytes comprend les plantes plus communément appelées mousses, hépatiques et anthocérotes Les bryophytes possèdent les deux premières adaptations qui ont permis le passage des plantes à la terre ferme : une cuticule cireuse qui les enveloppe et retient l’eau, et la capacité de produire des gamètes qui se développent à l’intérieur des gamétanges. Même dotés d’une cuticule et d’une enveloppe protectrice pour leur embryon, ils ne sont pas complètement libérés de leur environnement aquatique initial. Ils ont besoin d’eau pour se reproduire et ils n’ont pas de tissus conducteurs pour amener l’eau du sol aux parties aériennes de la plante.

Leur origine doit remonter au dévonien supérieur, il y a environ 350 millions d'années. Mais on suppose que l'apparition des hépatiques est antérieure à celle des mousses qui ne seraient apparues qu'au Carbonifère. Les bryophytes dériveraient de plantes terrestres primitives du Dévonien ayant privilégié une prédominance de la génération gamétophytique haploïde sur la génération sporophytique diploïde. Il existe environ 23.000 espèces encore vivantes reparties en 3 classes :   

13.500 espèces de mousses, 9.000 espèces d'hépatiques, 350 espèces d'anthocérotes.

Les bryophytes sont actuellement de petits végétaux terrestres , de quelques centimètres de long (les plus grandes ne dépassent pas 1 mètre), chlorophylliens, et vivant généralement dans des lieux humides et ombragés. L'accomplissement de leur cycle biologique reste encore fortement dépendant de la présence d'eau puisque les gamètes mâles doivent absolument nager depuis l’anthéridie jusqu’à l’archégone pour féconder l’oosphère. Grâce à leur capacité de reviviscence, ces végétaux sont capables de supporter de longues périodes de sécheresse : ils peuvent en effet se déshydrater fortement et entrer dans un état de vie ralentie pendant plusieurs semaines. Ils reprennent une activité normale lorsque l'eau est à nouveau disponible. Ce sont donc des végétaux très résistants, et à ce titre ils constituent avec les lichens, les végétaux pionniers capables de coloniser des milieux minéraux, c'est pourquoi on en trouve en abondance sur les murs ou les toits des maisons. Ils participeront alors à la formation des sols permettant aux végétaux plus exigeants de s'installer à leur tour. Les bryophytes colonisent tous les milieux naturels ou artificiels, depuis l'équateur jusqu'aux régions polaires, à l'exception du milieu marin dont elles sont totalement absentes. Les bryophytes sont omniprésentes et constituent parfois l'essentiel de la biomasse; - milieux naturels aux contraintes écologiques extrêmes : rochers exposés, éboulis, eaux acides, tourbières acides ou alcalines, ... - milieux perturbés : talus et terres dénudées, places à feu, champs traités aux herbicides, éboulis de carrières ... - substrats artificiels en décrépitude : vieux toits, vieux murs, trottoirs, déchets industriels, scories

et culots de fonderie, ... Les bryophytes jouent avec les lichens, un rôle essentiel dans la reconstitution de la plupart des écosystèmes végétaux, au moins dans les stades initiaux. Leur rôle est particulièrement remarquable dans la colonisation de milieux très inhospitaliers où, généralement, aucune plante supérieure, n'est capable de survivre, aussi longtemps qu'une couche d'humus ne s'est pas formée. Leur rôle dans la fixation des talus dénudés, des éboulis de pierrailles, des vases, des berges de rivières et ruisseaux est essentiel.

La classification des mousses Le groupe des bryophytes comprend les plantes plus communément appelées mousses, hépatiques et anthocérotes

Les Hépatiques sont l'embranchement des plantes invasculaires terrestres qui ont conservé le plus de caractères ancestraux. Le plant a l’apparence des lobes de foie d’un animal, d’où vient son nom. Cet embranchement contient trois ordres : - Metzgériales : 17 genres, 550 espèces - Jungermanniales : 125 genres, 8000 espèces - Marchantiales : 32 genres, 700 espèces

Les Anthocérotes sont un embranchement de plantes invasculaires terrestres aux caractères ancestraux. Ils ressemblent aux hépatites, mais ils diffèrent par leur sporophytes dont la capsule s’allonge comme une corne. Cet embranchement comprend l'ordre des Anthocerales qui regroupe 325 d'espèces dans les familles suivantes: - Anthocérotacées - Codoniacées - Dendrocérotacées - Notothyladacées

Les mousses constituent un embranchement des végétaux invasculaires terrestres. elles ne possèdent ni racines ni vrai système vasculaire lignifié. Cet embranchement est divisé en 3 classes : - Spagnopsidées : les sphaignes que l’on retrouve dans les marais tourbeux et les eaux acides - Andréapsidées : les andréales qui affectionnent les rochers silicieux en montagne - Bryopsidées : les mousses vraies

La reproduction des mousses

Les thalles hépatiques sont des gamétophytes haploïdes, mâles ou femelles. Le stade sporophyte diploïde ne se retrouve qu'à l'intérieur de l'archégone après la fécondation de l'oeuf, avant la formation complète de spores

Les anthérozoïdes mâles sont formés dans les têtes anthéridiales sur des plants mâles. Les oogones femelles sont portés dans les têtes archégonales sur des plants femelles. Il y a aussi une reproduction asexuée par la formation de propagules dans des cupules de l'épiderme.

Les mousses 38

Cycle de développement des mousses 1- Chez la plupart des espèces de mousses, les gamétophytes mâles et femelles sont distincts. Les mâles portent des anthéridies et les femelles des archégones 2- Le spermatozoïde nage dans une mince couche humide vers l'archégone et féconde l'oosphère. 3- Le zygote diploïde se divise par mitose et devient un embrion de sporophyte à l'intérieur de l'archégone. 4- Le jeune sporophyte, encore rattaché au gamétophyte femelle, laisse croîte une longue tige. 5- Au bout de la tige se développe un sporange, c'est-à-dire une capsule dans laquelle se développent des spores haploïdes par méiose. Les spores se dispersent quand le sporange éclate. 6- Le spore se développe par mitose et forme un protonéma filamenteux qui ressemble à une algue verte. 7- Le protonéma continue sa croissance pour former un nouveau gamétophyte.

La morphologie des mousses Les mousses, hépatites et anthocérotes sont des petites plantes des milieux humides, autotrophes, constituées de tissus différenciés, mais sans appareil vasculaire vrai. Les mousses ont des tiges portant des feuilles cependant les hépatites et les anthocérotes ont des thalles sans tiges ni feuilles. Un tissu conducteur primitif se retrouve chez les mousses les plus évoluées, l’eau circule dans un faisceau de cellules allongées, le stèle, situé au centre de la tige, dont leur contenu disparaît dès le début de la différenciation, ce sont des cellules mortes. Le cormus est un axe limité extérieurement par un épiderme et constitué par un tissu fondamental, le parenchyme au sein duquel se différencient des tissus conducteurs spécialisés dans le transport des sèves.

Au centre de l’axe, le xylème ou bois conduit la sève brute (eau et sel minéraux) ascendante, et autour, le phloème ou liber conduit la sève élaborée descendante (contenant les assimilats photosynthétiques). Les tissus conducteurs forment ce que l'on appelle une stèle.

Cet axe a une croissance indéfinie qui est assurée par la division d'une zone apicale constituée d'une ou de plusieurs cellules que l'on appelle méristème apical. Le corps végétatif des premiers cormophytes était uniquement formé d'axes rampants ou dressés peu différenciés. L'évolution par spécialisation structurale et fonctionnelle de ces axes a ensuite donné les différents organes des plantes actuelles comme les tiges et les racines. On pense que les feuilles résultent de la bilatéralisation d'axes à croissance définie. Les méristèmes sont formés de petites cellules indifférenciées qui se divisent intensément pour assurer le développement de la plante. Les méristèmes primaires sont localisés aux extrémités des tiges et des

racines, ils assurent la croissance en longueur de la plante et donnent naissance aux tissus primaires et aux méristèmes secondaires. Ces méristèmes secondaires assurent le développement en largeur en augmentant le diamètre des divers axes (tiges, racines). Ils sont à l'origine des tissus dits secondaires. Les tissus assimilateurs et de réserve sont les parenchymes nés du fonctionnement des méristèmes. Ils sont formés de cellules vivantes mais qui ne se divisent pas. On distingue les parenchymes assimilateurs, périphériques et chlorophylliens, qui font la photosynthèse, et les parenchymes de réserve, plus internes, qui accumulent des composés oragniques (sucres, lipides, protéines). La structure des parenchymes est plus ou moins compacte. Aussi, le parenchyme lacuneux, qui est très poreux a un rôle dédié aux échanges gazeux avec le milieu. L'épiderme est le tissu superficiel des feuilles et des tiges jeunes. Il ne comporte, en général, qu'une seule assise cellulaire. La paroi externe des cellules est épaissie d'une couche imperméable ou cuticule, qui réduit les pertes d'eau par évaporation. L'épiderme est interrompu de place en place par des ouvertures (stomates) bordées par deux cellules stomatiques qui se resserrent ou s'écartent, réglant ainsi les possibilités d'échange gazeux et de vapeur d'eau avec l'extérieur. Les tissus conducteurs Le xylème assure la circulation de la sève brute (sève ascendante), composée d'eau et de sels minéraux puisés par les racines. Il est constitué de cellules mortes dont les parois longitudinales sont épaissies par des dépôts de lignine interrompus de place en place. Le phloème assure la circulation de la sève élaborée (sève descendante) qui est enrichie des substances issues de la photosynthèse. Il est composé de tubes criblés constitués de cellules allongées, vivantes mais ayant perdu leur noyau, dont les cloisons transversales sont perforées et au-travers desquelles circule la sève. . Les éléments de conduction de la sève sont groupés en faisceaux. Dans les racines, faisceaux du xylème et faisceaux du phloème alternent. Dans les tiges, ils sont superposés (ceux du phloème étant les plus externes) en faisceaux indépendants. Les tissus de soutien à côté des faisceaux de xylème, jouent un important rôle de soutien, se trouvent formés par des cellules vivantes à parois très épaissies. Ils constituent le collenchyme, aux parois cellulaires cellulosiques, dans les axes jeunes, et le sclérenchyme, aux parois épaissies de lignine et dont les cellules sont mortes, plus abondant dans les végétaux dont la croissance est terminée. Ce type de tissus renforce la résistance mécanique des différents organes de la plante. La forme de la feuille varie beaucoup et le tissu foliaire diffère suivant les familles et les genres. La nervure peut manquer ou bien elle apparaît simple ou double. La forme des feuilles, le nombre et la longueur des nervures sont des caractères utilisés pour la détermination des genres et des espèces.

Les usages des mousses L'importance économique des bryophytes - Dans le domaine horticole : la mousse de sphaigne sert comme support de culture des orchidées et autres plantes épiphytes, des plantes carnivores, réalisation de montages et de paysages floraux, de maquettes. - Dans le domaine de la parfumerie : certaines hépatiques, des Fruilania notamment, sont récoltées en masse dans certains pays étrangers comme fixateur de parfums. - L'exploitation de la tourbe : aux usages horticoles ou industriels. - Nombre d'usages anciens sont aujourd'hui tombés en désuétude : fabrication de cordages avec les polytrics, isolants ou calfeutrants dans les maisons, remplissage des matelas...

Contrairement à une croyance répandue, les bryophytes tout comme les lichens d'ailleurs, ne causent absolument aucun dommage aux arbres qu'elles colonisent. Au contraire, leur présence offre un abri idéal à de nombreux invertébrés indispensables au maintien d'une avifaune variée, elle-même gage d'un bon équilibre biologique de la forêt.

Chapitre 8 - Anatomie, morphologie et physiologie des plantes vasculaires A- La racine La racine est la partie qui est habituellement enfoncée dans le sol. Elle nourrit la plante et la fixe plus ou moins solidement à la terre. La croissance de la racine est subterminale, elle s'effectue près de l'extrémité. Les racines ont un géotropisme positif, c'est à dire que peu importe la position de la plante, la croissance de la racine se fait vers la terre, vers le bas. Cet organe manque chez les rhyniales, les salviniales ainsi que chez les lycopodiacées où les organes souterrains ont une structure semblable à celle des organes aériens. Les ptéridophytes n'ont pas de racine principale, la première racine est déjà latérale. Elle meurt rapidement et est remplacée par de nouvelles racines latérales. Chaque racine est protégée au bout par une coiffe qui pénètre dans le sol. La zone pilifère est celle qui absorbe les minéraux pour nourrir la plante. La zone subéreuse protège les tissus conducteurs.

La structure de la racine Le collet est la région comprise entre la racine et la tige, il coincide généralement avec le niveau du sol. La zone de ramification est juste en haut des poils absorbants. C'est l'endroit où apparaissent les nouvelles racines latérales. Les poils absorbants absorbent l'eau et les minéraux dissous dans le sol.

La zone d'élongation situé entre la coiffe et la zone pilifère, est celle où se fait la croissance de la racine. C'est la région du méristème latéral et apical. La coiffe est un organe recouvrant complètement le bout de la racine. Elle permet la pénétration de la racine dans le sol et protège les nouveaux tissus sous-jacents.

La coupe d'une racine montre les arrangements cellulaires au niveau des poils absorbants. La stèle est le cylindre central conducteur situé dans le centre des racines. a - Au centre la moelle qui est un parenchyme (tissu fondamental) de réserve. i - Le xylème qui est un faisceau de cellules qui conduisent la séve brute des racines au feuillage. h - Le phloème est le faisceau de cellules qui conduit la sève élaborée du feuillage aux cellules de la plante. d - Le péricycle est une couche de cellules situées à l'intérieur de l'endoderme. Il peut se transformer en méristème et recommencer à se diviser. e - L'endoderme est une couche de cellules entre la stèle et l'écorce. L'endoderme joue le rôle de barrière sélective qui règle le passage ces substances provenant du sol vers les tissus conducteurs de la stèle.

coupe transversale de racine

coupe longitudinale de racine

L'écorce des racines contient plusieurs rangées de cellules destinées à protéger les tissus situés à l'intérieur de la racine. b - L'écorce interne est formée de plusieurs couches de cellules de protection des tissus internes. c - L'écorce exterme donne la couche extérieure qui est l'épiderme et les poils absorbants. g - Les poils absorbants sont des prolongements des cellules épidermiques. Ils absorbent l'eau et les minéraux du sol et les mènent vers les tissus conducteurs du xylème. racine pivotante

racine fasciculée

Types de racines Racine pivotante ; lorsque la racine primaire se développe beaucoup plus que les racines secondaires. Racines fasciculées lorsque la racine principale avorte et n'est pas plus développée que les racines secondaires.

Types de racines Les racines peuvent être terminales, latérales (secondaires), fasciculées ou adventives Les racines peuvent aussi être un tubercule, un crampon, un sucoir.

B- La tige La tige est tantôt un axe aérien dressé, tantôt un rhizome souterrain rampant. Elle présente un bourgeon terminal où s'ébauchent les feuilles. Le noeud est le point d'intersection d'une feuille avec la tige et l'entre-noeud, l'espace entre deux noeuds consécutifs. Contrairement à la racine, la tige croît vers le haut.

La structure de la tige diffère un peu de la racine L'épiderme, est la couche de cellules extérieures qui protège les tissus internes. Elle est percée de petites ouvertures appelées stomates, permettant à l'air de pénétrer dans l'écorce. La cuticule constitue un revêtement imperméable qui protège la tige des chocs et du dessèchement Le parenchyme cortical est formée de plusieurs couches de cellules. Certaines renferment des chloroplastes et d'autres des réserves nutritives tel que de l'eau ou de l'amidon. Le cylindre central, aussi appelé le stèle ou moelle, est la partie centrale de la tige où se trouvent concentrés les éléments conducteurs, le xylème et le phloème. Les vaisseaux conducteurs sont groupés et liés de façon à former soit des colonnes parallèles, soit un réseau (treillis), soit des couches de tissus conducteurs. Le système vasculaire s'étend de l'extrémité des racines jusqu'aux feuilles. Le xylème conduit l'eau et les sels minéraux de la racine vers le reste de la plante. Le phloème transporte la matière organique fabriquée dans les feuilles vers le reste de la plante. Le cambium est constitué de cellules capables de se diviser et générer le xylème vers l'intérieur et le phloème vers l'extérieur.

Anatomie des vaisseaux conducteurs

1 - Le phelloderme est présent dans les tiges et les racines pour générer de l'écorce ou liège, pas dans les racines au niveau des poils absorbants qui n'ont pas d'écorce.

2 - Le cambium plus à l'extérieur, génère du liège vers l'extérieur et des conjonctifs vers l'intérieur.

3 - Le cambium plus à l'intérieur, génère du liber vers l'extérieur et du bois vers l'intérieur.

Anatomie des vaisseaux conducteurs 1 - Les cellules de bois les plus jeunes sont vers le centre dans les racines et vers l'extĂŠrieur dans les tiges.

Le transport des éléments nutritifs 1 - Les racines obsorbent l'eau et les minéraux du sol. 2 - Les racines absorbent aussi l'oyxgène et rejettent le CO2 dans le sol, permettant ainsi la respiration cellulaire des racines. 3 - L'eau et les minéraux circules dans les vaisseaux du xylème des racines vers la tige et les branches jusqu'aux feuilles. 4- L'évaporation de l'eau par les feuilles a comme conséquence de créer un mouvement ascentant d'aspiration de la sève brute dans le xylème. 5 - Les feuilles aspirent le gaz carbonique de l'air (CO2) dont elles utilisent le carbone et rejettent l'oxygène. 6 - Dans les feuilles, la photosynthèse produit des glucides. 7 - Les glucides sont acheminés par les vaisseaux du phloème vers les racines et toutes les parties de la plante pour la nourrir. Les tiges souterraines Les tiges souterraines sont des tiges modifiées qui poussent dans le sol. Les tiges souterraines remplissent deux rôles principaux. : l'accumulation des réserves nutritives et la multiplication végétative de la plante. Les principaux types de tiges souterraines sont les rhizomes, les tubercules et les bulbes.

bulbe

C- La feuille La feuille est une lame verte fixée à la tige de la plante

La morphologie de feuille - Le limbe est la partie de la feuille, habituellement aplatie et verte, présentant une face supérieure vert foncé et une face inférieure plus pâle. Le pourtour de la feuille s'appelle la marge. - Les nervures sont les vaisseaux transportant la sève. - Le pétiole parcouru par les vaisseaux conducteurs de sève, réunit le limbe à la tige. On l'appelle aussi la queue de la feuille. - La gaine est la base élargie du pétiole fixée à la tige.

L'anatomie de la feuille - L'épiderme supérieur constitue toute la face supérieure du limbe. Il est formé de cellules serrées les unes contre les autres et recouvertes d'une couche cireuse, la cuticule qui imperméabilise la feuille. - Le tissu chlorophyllien est logé sous l'épiderme supérieur. Il se compose de cellules remplies de chloroplastes, le parenchyme pallisadique, le parenchyme lacuneux et les vaisseaux du xylème et du phloème. Les espaces d'air autour des cellules permettent les échanges gazeux de respiration et transpiration.

- L'épiderme inférieur est aussi formé de cellules serrées les unes contre les autres et recouvertes d'une couche cireuse. Il est perforé de cellules stomatiques qui permettent à l'air de pénétrer dans la feuille ou d'en sortir. L'ostiole est l'ouvertire au centre de la stomate.

La disposition des feuilles sur la tige Afin de limiter le recouvrement des feuilles sur la tige et leur compétition pour la lumière, le méristème place successivement les ébauches foliaires dans des directions différentes de la précédente. Les quatre dispositions de base des feuilles sont : a- alternes, b- verticillées, c- opposées et d- perfoliées.

Une feuille est dite alterne lorsqu'une seule feuille apparaît à chaque noeud. Deux feuilles situées sur un même noeud et disposées à 180° sont dites opposées. Lorsque trois feuilles ou plus s'attachent à un noeud on qualifie cette disposition de verticillée. Lorsque la base entoure complètement la tige qui semble traverser le limbe, on la dit perfoliée. On ne retrouve pas de bourgeon à la base d'un foliole mais il y en a un à la base du pétiole d'une feuille simple ou composée.

Les types de feuilles A- Une feuille simple possède un seul limbe continu à l'extrémité d'un pétiole non ramifié. - Le limbe est fréquemment attaché à la tige par un pétiole, ce qui procure une grande flexibilité à la feuille de résister au vent et à la pluie, et pour permette la rotation de la feuille pour traquer le soleil. La feuille est alors pétiolée B- Une feuille est sessile lorsque le limbe folaire est directement attaché à la tige. C- Lorsqu'un pétiole se ramifie, portant à l'extrémité de chacune de ses ramifications un limbe (ou foliole) on qualifie la feuille de composée. - Un stipule est une excroissance à la base du pétiole de la feuille, formant parfois une structure protectrice.

La disposition des nervures à l'intérieur du limbe de la feuille La nervation d'une feuille désigne la disposition du réseau de nervures dans le limbe. L'étude de la nervation, de la forme et du bord des feuilles est souvent nécessaire pour identifier l'espèce à laquelle la feuille appartient. - une feuille uninerve possède un limbe étroit parcouru par une seule nervure. - une feuille simple possède un seul limbe continu parcouru par une nervure principale sur laquelle sont disposées régulièrement des nervures secondaires de chaque côté de celle-ci. Elle est souvent la forme pennée. ( A ) - une feuille palmée ( B ) possède un nombre impair de nervures toutes divergentes à partir d'un même point. - Une feuille aux nervures parallèles ( C ) sur toute sa longueur est commune chez les monocotyledones. Différentes formes de feuilles simples et composées

La forme du contour du limbe de la feuille

La forme du contour du limbe de la feuille est un bon moyen d'identification d'une plante. 1- Crépue, frisée en crépelure serrée 2- Sabre, comme une lame longue et coupante 3- Entière, limbe foliaire nullement divisé ni denté 4- Ciliée, bordée de cils 5- Crénelée, bordée de dents obtuses ou arrondies 6- Serrée, dentée à dents aiguës 7- Dentée, bordée de dents; dentelée, bordée de dents fines 8- Incisée-lobée, offrant des découpures profondes qui forment des lobes 9- Lobée, divisés en lobes n'allant pas jusqu'à la nervure médiane 10- Lyrée, se dit d'une feuille pinnatifide dont le lobe terminal est plus grand que les autres 11- Partite, les divisions n'atteignent pas la nervure médiane ou la base de la feuille 12- Séquée, divisé 13- Trilobée, divisé en trois lobes 14- Bi ou tripinnatiséquée, 15- Trifoliolée, divisé en trois folioles

D- Les trois catégories de tissus différenciés d'une plante Les cellules différenciées d'une plante, c'est-a-dire non embrionnaires, se classent en trois catégories de tissus: les tissus de revêtements, les tissus conducteurs et les tissus fondamentaux. Chaque catégorie se retrouve à tous les niveaux de la plante, même si les caractéristiques spécifiques des tissus et leurs positions relatives varient d'un organe à l'autre. - Les tissus de revêtements ou épiderme se composent normalement d'une seule couche de cellules serrées qui recouvrent et protègent toutes les parties d'une jeune plante en contact avec le monde extérieur. L'épiderme possède certaines caractéristiques compatibles avec la fonction de l'organe qu'il recouvre. - Les tissus conducteurs répartis dans toute la plante sont le xylème et le phloème qui assurent le transport des nutriments et le soutien de la plante. - Les tissus fondamentaux constituent la majeure partie de la jeune plante. Ils s'insèrent entre entre les deux autres tissus et comblent l'espace. Ce sont les collenchymes, les parenchymes et le sclérenchyme. La photosynthèse, l'entreposage et le soutien font partie des fonctions assurées par les tissus fondamentaux. Les cellules sécrétrices font aussi partie de ce groupe.

Les méristèmes Les végétaux croissent de façon illimitée parce qu'ils produisent constamment des tissus embryonnaires appelés méristèmes. Les cellules des méristèmes sont indifférenciées. - Les cellules initiales, se divisent afin de regénérer les méristèmes. - Les cellules dérivées, se spécialisent et s'incorporent aux tissus de la plante en croissance. - Cependant certains organes, comme la feuille et la fleur, connaissent une croissance définie - Les méristèmes apicaux, situés à l'extrémité des racines et des branches dans les bourgeons, fournissent les cellules nécessaires à la croissance en longueur. Ce type de croissance s'appelle croissance primaire. Les plantes herbacées ne connaissent qu'une croissance primaire. - Les méristèmes latéraux , produisent un élargissement progressif des racines et des pousses. La croissance secondaire se produit grâce aux méristèmes latéraux qui produit un élargissement progressif des racines et des pousses.

Tissus La caractéristique qui permet de distinguer un organisme pluricellulaire d'une colonie de cellules est la répartition du travail entre les cellules dont la structure et la fonction diffèrent. Lorsqu'on observe chaque type de cellules, on constate que les adaptations structurales qu'elles ont subies leur permettent de réaliser des fonctions spécifiques. Les cellules des parenchymes sont les moins différenciées de toutes les cellules végétales. Elles ne possèdent pas de paroi secondaire; leur paroi primaire demeure mince et flexible. Une grande vacuole occupe généralement le centre du protoplasme. La majeure partie du métabolisme de la plante s'effectue dans les cellules des parenchymes. Elles synthétisent et emmagasinent diverses substances organiques. La photosynthèse se produit à l'intérieur des chloroplastes des cellules parenchymateuses des feuilles. Elles conservent la capacité de se diviser et de se différencier en d'autres types de cellules, pour contribuer à la réparation ou au remplacement des organes. Les cellules du collenchyme composent le tissu de soutien. Elles possèdent un protoplasme entouré uniquement d'une paroi primaire. Cependant la paroi cellulaire primaire, d'épaisseur variable, offre plus de robustesse grâce à un supplément de cellulose. Elles forment des cylindres ou des fibres entrecoisées et fournissent ainsi un support aux jeunes parties de la plante. Elles assurent donc un soutien à la plante tout en permettant sa croissance. Elles s'allongent en même temps que les tiges et les feuilles. Les cellules du sclérenchyme composent les tissus de soutien des parties plus matures de la plante. Leur paroi secondaire épaisse composée de lignine leur assure une plus grande rigidité, Les cellules du sclérenchyme apparaissent dans les régions de la plante où la croissance en longueur a cessé. Les cellules du collenchyme forment des fibres ou des sclérites organisées en faisceaux.

Les cellules spécialisées dans la circulation de la sève Les tissus conducteurs des feuilles se trouvent près de la surface, se prolongent dans la tige et forment plusieurs îlots de conduits appelés faisceaux libéroligneux, situés en périphérie de la tige ou distribués inégalement dans toute la tige. Au point de jonction entre la tige et la racine, les faisceaux libéroligneux convergent vers la stèle. Dans la racine, les faisceaux libéroligneux se concentrent dans la stèle, c'est à dire au coeur de la racine.

- a, colonnes de vaisseaux du xylème, conducteurs de sève brute, de nombreuses ponctuations sont visibles sur les parois latérales - b, tubes criblés du phloème, conducteurs de sève élaborée, les parois terminales sont appelés cribles

Les trachéides et vaisseaux Les trachéides scalariformes ou ponctuées sont les premières cellules à se transformer en tube conducteur de sève. Les trachéides scalaridormes se retrouvent chez les ptéridophytes et les trachéides ponctuées chez les gymnospermes. Les vaisseaux se retrouvent chez les angiospermes. à droite, de gauche à droite une trachéide à ponctuation aérolée un vaisseau avec ponctuations en bandes scalariformes un vaisseau avec des perforations en larges bandes un vaisseau à perforation complète Les vaisseaux parfaits sont des tubes continus, formés par la superposition de cellules mortes dont les cloisons séparatrices transversales ont disparues et dont les parois longitudinales portent des épaississement de lignine. Ces épaississements dessinent une ornementation. a - annelé b et c - spiralé d - rayé e - réticulé f - ponctué Schéma de l'évolution des vaisseaux parfaits de gauche à droite - Trachéide de Pinus à ponctuations aérolées réparties sur les faces longitudinales - Ponctuations d'Ephedra qui se disposent sur les faces transversales en biseau et qui sont perforées, les ponctuations latérales cessent d'être fonctionnelles - Les places transversales d'Amentacées deviennent très importantes - Dicotylédones ligneuses dont la paroi est complètement perforée - Les parois transversales perforées sont horizontales

Chapitre 7- Les ptéridophytes ou fougères Le groupe des ptéridophytes comprend les fougères, prêles, isoètes, sélaginelles, lycopodes, et plusieurs plantes préhistoriques. Les ptéridophytes possèdent des racines, des tiges et des feuilles mais sont dépourvues de fleurs. Ce sont des plantes vasculaires. Elles ont une vie sexuelle discrète; elles n'ont ni fleurs, ni fruits ni graines. Elles appartiennent au monde des cryptogames comme les algues, les champignons et les mousses. Leur origine doit remonter au cambrien, il y a environ 500 millions d'années. Elles ont dominé le paysage végétal pendant la seconde moitié du primaire. Elles ont connu leur apogée au carbonifère Il existe 100 000 espèces dont environ 9 200 espèces encore vivantes reparties en 4 classes, :    

les psilotinées ,n'ont pas de racines ni feuilles mais possèdent des formations ligneuses différenciées. les lycopidinées,ont des petites feuilles en forme d'écailles les équisetinées, sont les prêles les filicinées, sont les fougères bien connues par leurs frondes.

Les 4 classes de ptéridophytes sont les descendants directs des plantes vasculaires sans graines qui couvraient les vastes forêts du carbonifère. Cette végétation du carbonifère a laissé un combustible fossile : le charbon. La végétation morte ne se décomposait pas complètement dans ces eaux stagnantes, et d'épaisses couches de débris organiques, appelés tourbe, se sont accumulées. Plus tard, la mer a envahi les marais, recouvrant la tourbe de sédiments marins. La chaleur et la pression ont transformé progressivement la tourbe en charbon.

La morphologie des ptéridophytes. Chez les ptéridophytes la plante feuillée débute à la formation de l'oeuf et correspont donc au sporophyte. D'une manière générale, la différentiation des organes est moins accentuée chez les ptéridophyte que chez les spermatophytes. La plante possède toujours tiges, racines et feuilles, sauf chez quelques formes primitives qui sont dépourvues de racines.

La racine Cet organe manque chez les rhyniales, les salviniales ainsi que chez les lycopodiacées où les organes souterrains ont une structure semblable à celle des organes aériens. Les ptéridophytes n'ont pas de racine principale, la première racine est déjà latérale. Elle meurt rapidement et est remplacée par de nouvelles racines latérales. Chaque racine est protégée par une coiffe au bout et elle présente une zone pilifère et une zone subéreuse

La tige La tige est tantôt un axe aérien dressé, tantôt un rhizome souterrain rampant. On distingue chez les tiges : un épiderme, un tissu sous-jacent appelé écorce ou parenchyme, un cylindre central, le stèle où se trouvent concentrés les éléments conducteurs. Les éléments conducteurs sont groupés et liés de façon à former soit des colonnes parallèles, soit un réseau (treillis) de tissu conducteur. Le système vasculaire s'étend de l'extrémité des racines jusqu'aux feuilles.

La feuille Les feuilles des ptéridophytes présentent une grande variété de port et de structure. Tantôt les feuilles sont très nombreuses, très petites et ne possèdent qu'une seule nervure non ramifiée comme chez les lycopodes, les prêles, les sélaginelles et les isoètes. Tantôt, au contraire les feuilles ont une grande taille par rapport à la tige comme chez les filicinées.

Les psilotinées C'est un embranchement qui compte les plus anciennes ptéridophytes et des ordres fossilles. Ce sont les plus simples par leur organisation ; elles n'ont pas de racines, pas de véritables feuilles et ressemblent morphologiquement à des mousses. Cependant ce sont bien des ptéridophytes, car il existe, dans leur tige, des formations ligneuses différenciées. Dans l'ordre des Psilotales, 2 genres existant actuellement, Psilotum et Tmesipteris, sont des plantes tropicales. Les autres ordres fossilles sont les Rhyniales, Psylophytales, Zostérophytales, Astéroxylales et Pseudosporochnales.

Psilotum sp. tropicale... Rhynia et Zosterophyllum des fossilles... Tmesipteris tannensis tropicale

Les lycopodinées Ce sont des ptéridophytes à petites feuilles; les sporanges sont portés par des feuilles spécialisées, les sporophylles, souvent groupés en épis terminaux. Les lycopodinées ont connu un épanouissement considérable à la fin du Dénovien et au Carbonifère, où elles dominent les formes arborescentes. Il ne subsiste dans la flore actuelle que quelques genres herbacés. Les lycopodinées comprennent 7 ordres dont 4 fossiles       

archaeolépidophytales fossille protolédidophytales fossille les lépidophytales les fougères arborescentes fossilles pleuroméiales fossilles isoetales les genres Isoetes et Stylites lépidospermales le genre Selaginella lycopodiales les genres Lycopodium et Phylloglossum

Lycopodinées fossilles

Pleuromeia sternbergi

Lepidodendron sp.

Le genre Isoètes Le genre Isoetes comporte actuellement environ soixante espèces , réparties surtout dans l'hémisphère nord. Les isoètes sont essentiellement lacustres et entièrement immergées dans l'eau. La tige souterraine constitue une sorte de bulbe-plateau. Les racines sont fixées en dessous. Les feuilles naissent sur le plateau. Dans leur base renflée se trouve le mégasporange Le genre Stylite qui ressemble aux isoètes est limité aux Andes péruviennes

Le genre Sélaginella Le genre Selaginella comprend 600 espèces, surtout tropicales. L'appareil conducteur est composé d'un xylème central contenant des vrais vaisseaux. La tige des sélaginelles est peu épaisse, rampante, quelquefois redressée, chlorophyllienne, fixée au sol par des racines. La tige se prolonge par un épi terminal quadrangulaire. Des fructifications sont insérées èa la base des feuilles des épis ; les inférieures contenant des mégaspores femelles et les supérieures des microspores mâles.

La rose de Jerico

Le genre Lycopodium Le genre Lycopodium comprend 200 espèces réparties des terres arctiques aux régions tropicales. On les trouve surtout dans les sols riches en matière organique. L'appareil conducteur est composé de vaisseaux en disposition centripètes, alterne. Le sporophyte consiste en un rhizome rampant feuillé, long parfois d'un mètre, parfois souterrain et alors dépourvu de feuilles et de chlorophylle. Il porte aussi des racines adventives. Sur ce rhizome apparaissent des tiges dressées, couvertes de petites feuilles vertes serrées, disposées en ordre spiralé. Les tiges se ramifient par dichotomies successives. Les tiges dressées se prolongent par un pédoncule porteur d'un épi terminal. Cet épi est constitué de feuilles fertiles, à leur aisselles des sporangees se différencient.

Lycopodium clavatum et Lycopodium cernuum

Lycopodium lucidulun et Lycopodium obscurum

Les Équisétinées ou prêles Il subsiste plus de ce groupe, très répandu au carbonifère, qu'un seul genre :Equisetum Les équisétinées est une classe caractérisée par un rhizome souterrain d'où surgissent des tiges verticales divisées en articules successifs, cannelées, creuses, portant à chaque noeud des feuilles réduites disposées en cercle (verticillées). Les sporanges sont portés par des organes spéciaux, en épi terminal d'une tige fertile. Les équisetinées comprennent 7 ordres dont 4 fossiles       

Protoarticulatales : fossilles du Dénovien Pseudoborniales : fossilles du Dénovien supérieur Sphenpphyllales : fossilles du Dénovien supérieur et Triassique inférieur Cheirostrobales : fossilles du Carbonifère inférieur Tristachyales : fossiles du Carbonifère Talamitales : la famille des Asterocalamitacées fossille du Dénovien moyen et du Carbonifère la famille des Calamitées follsiles du Carbonifère jusqu'au Permien inférieur Equisetales : la famille des Équisetacées représentée par un seul genre Equisetum

Equisetinées fossilles

Calamites sp. Calamites carinatus

La morphologie des prêles Les tiges qui naissent au début du printemps sont fertiles. Elles sont creuses, cannelées et sans feuilles aux articulations. Elles portent un épi terminal dont les écailles supportent les sporanges. Les tiges qui naissent à la fin du printemps ne portent pas d'épis, elles sont stérilles. Les feuilles linéaires disposées en verticilles sont portées surtout par les tiges stériles. La plante, très rude au toucher, possède un épiderme incrusté de silice. On utilisait souvent leurs tiges pour récurer les marmites et les casseroles. Les spores émises par les sporanges sont munies de filaments es forme de bandelettes pour une meilleurd diddémination par le vent. Les protalles issus des spores sont porteurs soit d'anthéridies (protalles mâles) soit d'archégones (protalles

femelles)s soit des deux à la fois.

tige stérile, tige fertile, tige stérile

4- Le genre equisetum Le genre Équisetum comprend 30 espèces dont 6 en France et 9 au Québec, réparties des terres arctiques aux régions tropicales. On les trouve surtout dans les sols humides et vaseux. Equisetum hyemale L. - Prêle d'hiver - Les tiges sont isolées sans feuilles latérales, elles persistent tout l'hiver. Elle est très fortement siliciée et rude au toucher. Il suffit de faire macérer la plante pour en extraire la silice. Aime les bois et les lieux sablonneux. Equisetum variegatum Schleicher. - Prêle panaché - Les tiges courtes sont en touffes, demeurent le plus souvent sans feuillage latéral. Prospère surtout dans les graviers des rivières et des lacs. Equisetum scirpoides Michx. - Prêle faux-scirpe - Le rhizome et la tige sont filiformes sans tige principale apparente. Est surtout présente dans les sous-bois secs de conifères. Equisetum arvense L. - Prêle des champs - Les tiges fertiles sont simples et sans chlorophylle. Les tiges stériles sont vertes et ramifiées. Elle est présente dans les habitats divers. Equisetum pratense Ehrh. - Prêle des prés - Les tiges fertiles sont sans chlorophylle et simples. Elles produisent ensuite des branches vertes et l'épi disparaît. Les tiges stériles ramifiées apparaissent en même temps. Elle se retrouve au bord des bois et sous les clôture dans les champs. Equisetum sylvaticum L. - Prêle des bois - La tige fertile est munie de verticilles de rameaux courts avec un cône au sommet. Les gaines des verticilles sont longues et rougeâtres. Les tiges stériles sont très ramifiées. Equisetum palustre L. - Prêle des marais - Le rhizome est creux et profondément enfoui dans la vase. Les gaines des vertilles ont des dents courtes et noirâtres. Les tiges sont toutes semblables, plus ou moins ramifiées. Apprécient les marécages.

Equisetum littorale Kuehl. - Prêle littorale - Les tiges sont toutes semblables et stériles, très rarement fertiles. Elle se multiplie végétativement par le transport de rhizomes. Elle se retrouve en vastes colonies sur le bord des fleuves jusqu'à l'eau salée. Equisetum fluviatile L. - (Syn.: Equisetum limosum - Prêle des vases)Prêle fluviatile - Rhizome creux, presque en surface. Les tiges sont droites, nues ou en verticilles réguliers avec des fructifications abondantes. Apprécie les fossés, les mares et les rivages.

E. arvense

E. pratense

E. sylvaticum

E. hymale

Les filicinées ou fougères Ce sont des ptéridophytes caractérisées par leurs grandes feuilles (frondes), des sporanges petits et nombreux. Depuis leur apparition durant le Dénovien, les fougères ont cotoyé les prêles et lycopodes géants durant le Carbonifère. Les fougères sont les plus nombreuses plantes sans graines de la flore moderne. Il en existe plus de 12 000 espèces. Les feuilles des fougères portent le nom de frondes. Elles se divisent souvent en plusieurs folioles appelés pennes. À mesure que la fronde croît, son bout enroulé, nommé crosse, se déroule.

E. scirpoides

B- L'anatomie des fougères Les tissus conducteurs Le xylème et le phloème constituent deux tissus spécialisés dans le transport des sèves et l'établissement des corrélations entre les différentes parties de la plante. Le phloème des fougères comporte des cellules de parenchymes et des cellules criblées spécialisées dans la conduction de la sève élaborée. Des pores se percent à l'emplacement de certains plasmodesmes. Ils permettent un large passage entre les cellules conductrices. L'ensemble des pores sur les parois transversales forme une plaque criblée.

Le xylème comporte des cellules de parenchyme et des cellules lignifiées assurant le transport de la sève brute. Les ptéridophytes différencient les éléments conducteurs de sève brute en trachéides à ponctuations scalariformes. Les parois secondaires de ces cellules ménagent des ponctuations larges et régulières disposées comme les barreaux d'une échelle. ( scalaris = échelle ) Les parois sont incrustés de lignine. L'ensemble constitue une structure compacte et dure, résistant aux tractions comme aux compressions. Elles permettent le port érigé des plantes vasculaires en luttant contre la gravité du milieu aérien. C'est ce soutien qui a permis l'existence des ptéridophytes arborescentes des forêts du Carbonifère. Il n'y a pas de tissus secondaires de soutien ou de multiplication des cellules (cambium), donc pas de bois. Les trachéides assurent à la fois, le soutien et la conduction.

Le cycle de vie des fougères 1- Sous les frondes du sporophyte mature diploïde(2n), les sores libèrent les spores haploïdes(n). 2- Lorsque le spore se pose en sol favorable, il devient un gamétophyte en forme de coeur. 3- Chaque gamétophyte (protalle) porte à la fois les organes mâles et femelles. 4- Sour le prothalle les anthéridies libèrent des spermatozoïdes qui vont nager jusqu'à l'archégone pour fertiliser l'osphère. 5- L'oosphère fécondée devient un nouveau sporophyte diploïde. 6- Le sporophyte devient une autre plante mature

sores sous les feuilles

spores sur les sores

Prothalle

Les Filicinées comprennent 11 ordres dont 5 fossiles           

Iridopteridales fossilles du Dénovien moyen et supérieur Stauropteridales fossilles du Carbonifère Cladoxylales fossilles du Dénovien moyen au Carbonifère supéroeir Zygopteridales fossilles du Carbonifère inférieur au Permien supérieur Inversicaténales fossilles du carbonifère inférieur au Permien inférieur Osmondacées la famille des Osmondacées et les genres Osmunda, Todea et Leptopteris Ophioglossales la famille des Ophioglossacées et les genres Ophioglossum, Botrychium et Helminthostachys Marsileales la famille des Marsileacées et les genres Marsilea, Pilularia, Regnellidium tous aquatiques Salviniales les familles des Salviniacées et Azollacées et les genres Salvinia et Azolla tous aquatiques Marattiales la famille des Marattiacées et les genres Archangiopteris, Angiopteris, Macroglossum, Marattia, Danaea et Christensenia toutes tropicales Filicales les 25 familles suivantes o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o

Schizeaeacées et les genres Schizaea, Ligoduim, Armemia et Mohria Gleicheniacées et les genres Gleichenia, Platyzoma et Stromatopteris Hymenophyllacées et les genres Trichomanes, Cardiomanes, Hymenophyllum et Serphyllopsis Hymenophyllopsidacées et le genre Hymenophyllopsis Negripteridacées et le genre Negripteris Loxomacées et les genres Loxoma et Loxomopsis Dicksoniacées et les genres Dicksonia, Chotium et Culcita Plagiogyriacées et le genre Plagiogyria Cyatheacées et les genres Lophosia, Metaxia, Alsophila, Hemitelia et Cyathea Dipteridacées et le genre Dipteris Matoniacées et les genres Matonia et Phanerosorus Thyrsopteridacées et le genre Thyrsopteris elegans Dennstaedtiacées et les 8 genres Dennstaedtia et Pteridacées et les 63 genres Lindsaya, Pteridium, Pteris et Adiantum Parkeriacées et le genre Ceratopteris Davalliacées et les genres Humata et Davallia Aspidiacées et les 66 genres Woodsia, Polystichum et Aspidium Aspleniacées et les genres Asplenium et Phyllitis Polypodiacées et les genres Polypodium et Pyrrosia Vittariacées et les 9 genres Vittaria et

Fougères fossilles

Psaronius sp.

Tempskya

C- Clef d'identification des fougères du Québec Fructifications situées par petits groupes circulaires ou allongés au revers des frondes vertes Fructifications situées directement sur les bords des divisions des frondes Petite plante (5-15cm) de rochers calcaires, frondes délicates découpées en segments dissemblables, rare

Cryptogramma

Plantes fructifiées sur au moins 20 cm. frondes plusieurs fois divisées Frondes pubescentes et glanduleuses à divisions pennées fructifications en forme de points

Dennstaedtia

Frondes délicates à divisions étalées en éventail fructifications recouvertes par le rebord de la fronde

Adiantum

Frondes raides, ternées fructifications courant sous les bords en ligne continue

Pteridium

Fructifications distribuées sous la face inférieure des divisions de la fronde Fructifications arrondies

Frondes à segments entiers, fructifications nues

Polypodium

Frondes à segments de nouveau divisés ou incisés Petite plante, 5-15cm, frondes roussâtre en dessous, pétiole articulé et cassant

Woodsia

Plantes ne possédant pas tous ces caractères Frondes délicates et fragiles fructifications recouvertes d'un capuchon

Cystopteris

Frondes raides persistant l'hiver , segments asymétriques à la base pétiole et rachis fortement écailleux

Polystrichum

Frondes à divisions supérieures en forme de faux, fructifications recouvertes d'une membrane (indusie), orbiculaire ou réniforme attachée par son milieu

Dryopteris

Fructifications oblongues ou linéaires

Woodwardia

Fructifications parallèles à la nervure médiane Fructifications obliques par rapport à la nervure médiane ou irrégulièrement disposées Frondes entières longument acuminées s'enracinant de la pointe

Camptosaurus

Frondes diversement divisées Fructifications en lignes droites, petite plante de rochers à pétiole et rachis couleur d'acajou

Asplenium

Fructifications en lignes courtes et recourbées plantes de taille moyenne

Anthyrium

Fructifications rassemblées en masses distinctes des frondes vertes Fructifications portées sur des pédoncules sans rapport avec les frondes vertes et entourées d'enveloppes sphériques, rigides et persistantes Frondes vertes, triangulaires, pinnatifides

Onoclea

Frondes vertes allongées et lancéolées, pinnadiséquées

Matteucia

Fructifications non enfermées dans des enveloppes sphériques et rigides Gros rhizome ligneux, frondes de grande taille, base des pétioles élargis et ailés

Osmunda

Petits rhizomes charnus et fragiles frondes isolées, délicates et menbraneuses Fronde ovale et entière, fructification en épi simple

Ophioglossum

Fronde plus ou moins lobée ou divisée, fructification en épi composé

Botrychium

Cryptogramma stelleri

Polypodium virginianum

Dennstaedtia punctilobula

Adiantum pedatum

Pteridium aquilinum

Polystrichum braunii

Woodsia ilvensis Cystopteris fragilis

Dryopteris cristata

Camptosorus rhizophyllus

Woodwardia fimbriata

Asplenium trichomanes

Onoclea sensibilis

Matteuccia struthiopteris

Anthyrium filix-femina

Ophioglossum vulgatum Botrychium silaifolium

Osmunda regalis

E- Usages des fougĂ¨res

Beaucoup de fougères sont utilisées pour usages alimentaires, industriels, médicaux ou ornementaux.

Les usages alimentaires La Matteucie, plume d'autruches Matteucia Struttiopteris, les jeunes pousses appelées têtes de violons sont consommées comme des asperges. Les têtes de violon poussent dans les sous-bois et les lieux humides en début du mois de mai. Les têtes de violon se récoltent quand elles ont quelques centimètres de hauteur. Il est très important de laisser quatre à cinq crosses sur chaque couronne afin d’assurer la survie de la plante. Ce légume peut être servi comme accompagnement, cuit quelques minutes à grande eau bouillante salée et à découvert, comme tous les légumes verts, pour qu'il n'oxyde pas et conserve sa belle couleur vert profond.

Les usages médicinaux Adiantum sp. galactogène et désintoxiquant. Asplenium sp. expectorant, cholagogue, vulnéraire Dryopteris filix-mas vermifuge Osmunda regalis diurétique, astringent et vulnéraire; avec les frondes, on confectionne des coussins et matelas à action antirhumatismales. Polypodiun sp. laxatif et expectorant.

Les plantes d'intérieur Plusieurs espèces de fougères tropicales sont cultivées comme plantes d'intérieur. Adiantum sp. Capillaire Asplenium nidus-avis Doradille nid-d'oiseau Cibotium sp. Fougère arborescente du Mexique Cyathea arborea sp. Fougère arborescente Cyrtomium falcatum Fougère houx Davallaria sp. Patte-de-lapin Nephrolepis exaltata Fougère de Boston Phlebotium sp. Patte-de-lièvre Platycerium sp. Corne d'élan Polystrichum sp. Fougère houx Pteris sp. aux formes et colorations de feuillage variées

La renaturalisation des sites De par leur origine philogénique les fougères sont des plantes colonisatrices et conviennent parfaitement à la renaturalisation des sites Pour un emplacement sec et ensoleillé, comme couvre sol Dennsteadtia punctilobula, dans un sol neutre ou acide, se propage vite et peut devenir envahissante Pteriddium aquilinum, adaptée aux prairies pauvres Pour les sous-bois, en couvre-sol Adiantum pedatum, pour terre calcaire en climat doux et endroit protégé Cystopteris bulbifera, en sol neutre, endroits rocailleux Gymnocarpium dryopteris, en sol acide et humifère Dryopteris phegopteris (Telypteris phegopteris), à la mi-ombre en sol acide Pour les sous-bois, en talles Anthyrium filix-femina, sous-bois frais, bord de ruisseaux Dryopteris spinulosa, en sol neutre à acide et tourbeux Matteucia struthiopteris, en sol humide, de neutre à acide, à la mi-ombre Sous les conifères, en couvre-sol Cystopteris bulbifera, en sol neutre, endroits rocailleux Gymnocarpium dryopteris, en sol acide et humifère Dryopteris phegopteris (Telypteris phegopteris), à la mi-ombre en sol acide Sous les conifères, en talles Anthyrium filix-femina, sous-bois frais, bord de ruisseaux Dryopteris spinulosa, en sol neutre à acide et tourbeux Pour la stabilisation des rives en zone semi-humide ou submergée Onoclea sensibilis, en sol neutre à acide et humide, soleil à mi-ombre Dryopteris palustris (Telypteris palustris), idéale dans les scènes de rive ou de marécage, associée à des vivaces de ces milieux. Sol humifère ou tourbeux, humide, dans l'ombre claire ou au soleil. Supporte le calcaire. Prospère encore dans 20 cm d'eau.

Chapitre 10- Les préphanérogames A. INTRODUCTION Cet embranchement important sur le plan évolutif, est intermédiaire entre les cryptogames et les phanérogames. Il se caractérise par la présence d'un ovule qui n'évolue pas en graine.

paysage du Dénovien Les préspermaphytes (préphanérogames) ressemblent au conifères par: - Les bois à trachéides aréolées et les formations secondaires. Ce sont des arbres, mais parfois petits. - l'ovule: qui est un organe appartenant au sporophyte mais qui contient le gamétophyte ou le prothalle femelle, qui est l'endosperme. ils sont différents par: - les gamètes mâles qui sont encore des anthérozoïdes nageurs <BR< - la fécondation et le développement de l'embryon a lieu alors que l'ovule n'est plus en relation avec la plante mère Ces trois caractères sont considérés comme primitifs. Les préphanérogames comprennent: - les Ptéridospermes

Pteridospermales (fossiles)

Bennettitales(fossiles) Cycadales 9 genres, 85 espèces

Lyginopteridacées Médullosacées Caytiniacées Corystospermacées Peltaspermacées Cycadacées

Cordaïtales (Fossiles)

Poroxylacées

Caydoniales (fossiles)

- les Cordaïtes

Ginkgoales Ginkgo biloba espèce unique

Mesoxylacées Cordaitacées Pityacées Ginkgoacées

B. Pteridospermes Les ptéridospermes ont un appareil végétatif qui ressemble aux fougères avec des frondes qui sont morphologiquement semblables. Cependant la présence d'ovules sur les frondes fertiles, les différencient des spores des fougères A- penne de feuille avec une graine terminale B- graines attachées sous les frondes C- portion de fronde fertile avec des microsporanges D- reconstitution d'un ovule E- structure interne d'un ovule Les Ptéridospermales ( fougères à graines ) sont un vaste embranchement de plantes vasculaires éteintes qui vécurent du Dénovien jusqu'au Jurassique. Elles sont caractérisées par l'association de frondes filicéennes et d'un appareil reproducteur sous forme d'ovules, comme chez les plantes supérieures. L'appareil végétatif est apparenté aux fougères tandis que l'appareil reproducteur est comparable à celui des conifères actuels. En fait, ces plantes ne portent jamais de graines véritables mais des ovules et l'état de graine n'est atteint que lorsque l'ovule est séparé de la plante mère. Le caractère intermédiaire de ce groupe du paléozoïque joue un rôle essentiel dans la phylogénie des plantes vasculaires en établissant un jalon entre les ptéridophytes et les spermatophytes. Les ptéridospermales renferment deux familles, les Lyginopteridacées et les

Medullossagées.

Les Bennettitales , groupe fossille du secondaire, étaient proches, quant à leur port, des Cycadales; les fleurs étaient hermaphrodites ou diclines et la fécondation zoïdogame; la graine était embryonnée. Les Caytoniales est un grand groupe fossiles à l'origine des légumineuses. Ces plantes du Trias supérieur au Crétacé supérieur portent des ovules très petits enfermés dans des petites outres disposées à la place des pinnules sur les frondes fertiles. Ces plantes ne sont encore malheureusement que très partiellement connues. Les Cycadales sont des plantes de petite taille, pourvues de feuilles pennées. Ils ont l'aspect d'un palmier à croissance extrêmement lente. Au coeur du sommet du palmier se trouve une boule de frondes ovulifères ou un cône sporifère comme un énorme cône de pin. Plusieurs genres sont présents dans la famille des cycadacées; Cycas, Stangeria, Bowenia, Dioon, Ceratozamia, Zamia, Macrozamia, Microcycas et Encephalartos Les Cycadales datent du début du secondaire et persistent jusqu'à l'époque actuelle. Ce sont des petits arbres à port de palmier. Les fleurs mâles multistaminées en forme de cône et les fleurs femelles sont produites sur des plants séparés. Ce sont des arbres dioïques. À l'oridine les fleurs mâles et femelles étaient réunies comme dans les fleurs hermaphrodites. Les feuilles sont disposées en couronne spiralée au sommet du tronc; Elles sont pennées composées. À l'état jeune les feuilles sont enroulées en crosses comme les frondes des fougères. Elles sont coriaces et portent souvent des piquants. La tige ou tronc qui n'est généralement pas ramifié, renferme une moëlle abondante et une faible épaisseur de tissus vasculaires. Il est recouvert hérissé de piquants qui sont les restes des pétioles des feuilles. Les racines fasciculées s'étendent sur plusieurs mètres autour de la plante

Le cône mâle est formé de plusieurs centaines d'écailles serrées au bout d'un axe. Chaque écaille porte sur sa face inférieure des groupes de sacs pollinique ou sacs sporifères. Les sacs polliniques sont des prothalles mâles constitués de 3 cellules qui donneront deux spermatozoïdes ciliés lorsqu'ils germeront sur l'ovule. Les grains de pollen sont libérés par la déhicence (dessèchement) des sacs polliniques. Ils sont disséminés par le vent vers les ovules. Le cône femelle est constitué par des feuilles de 10 à 15 cm. de long qui portent les ovules à leur base. Les ovules peuvent avoir la taille d'un oeuf de poule. Les feuilles ovulaires sont dépourvues de chlorophylle.

L'ovule comprend une nucelle enveloppée d'un tégument composé de trois couches. Au sommet de l'ovule, le micropyle qui est une étroite cheminée qui débouche dans la chambre pollinique. L'archégone est la partie femelle du prothalle. La fécondation par les grains de pollen est anémophile. Les grains de pollen sont capturés par une goutte de liquide au micropyle. Le pollen est résorbé vers la chambre pollinique et tombe au fond. Les anthérozoïdes issus du pollen nagent vers les oosphères de l'archégone. Plusieurs oosphères peuvent être fécondés mais un seul embryon se développe en une plantule. La germination est immédiate.

C- Les Cordaïtes Les Cordaïtes sont en général des plantes de grande taille, à feuilles simples souvent en forme d'aiguilles. On distingue deux classes : Cordaitales, Ginkgoales. Les Cordaitales, groupe fossille du Primaire, étaient répandu à l'ère Primaire et Secondaire. Il s'agissait d'arbres assez grands avec un port différent de celui des conifères. Ils ont des feuilles rubanées, minces et allongées. Le diamètre du tronc pouvait atteindre 1,50 m. Ils étaient les plus grands arbres du Primaire, ils affectionnaient les sols humides. Les cônes étaient moins complexes que chez les conifères actuels. Les fleurs mâles étaient formées d'étamines à plusieurs sacs polliniques et les fleurs femelles d'ovules disposés en cône. Il y a toujours zoïdogamie et la graine se détache à l'état non embryonné Les Ginkgoales , datent du primaire et une seule espèce subsiste. Elle se caractérise par les feuilles à limbe en éventail. Le ginkgo biloba est la seule espèce qui a survécu jusqu'à ce jour. Il se retrouve dans les régions montagneuses de la Chine. Les feuilles cunéiformes de 4 à 6 centimètres, sont en éventail divisé en deux lobes et souvent groupées par 3 ou 5 sur de courts dards. Vert tendre en été, elles tournent au jaune or en automne. L'arbre peut atteindre 20 mètres de hauteur par 13 mètres de largeur.

Les fleurs mâles en chatons isolés, ont des étamines à deux sacs polliniques. Les fleurs femelles, longuement pédonculées, sont formées de deux carpelles, à ovule pourvu d'une chambre pollinique; il y a zoïdogamie. Le fruit est une drupe à amande comestible de 2,5 centimètre. Selon le climat, la graine est embryonnée ou non quand elle se détache de l'arbre. Au premier printemps, les Ginkgo mâles libèrent les grains de pollen. Les Ginkgo femelles produisent des ovules groupés par deux au sommet de pédicelles. La chambre sous-micropylaire se remplie d'un liquide visqueux qui perle par le micropyle. Le pollen est capturé par une gouttelette visqueuse. Le liquide se rétracte dans la chambre sous micropylaire et le micropyle se referme. Dans le liquide, le pollen germe, ce qui déclenche l'accroissement de l'ovule et l'accumulation de réserves. En fin d'été, les ovules mûrissent et deviennent semblables à des prunes jaunes. Dans la chambre sous-micropylaire, le protalle mâle issu du pollen, évolue lentement. En automne, après la chute des feuilles, les ovules (drupes) tombent au sol. La partie externe du tégument, devenue une pulpe jaune se décompose. Les fausses prunes du Ginkgo ne sont pas des fruits ni une graine, c'est un oeuf. En début d'hiver, le prothalle mâle produit des spermatozoïdes flagellés qui vont féconder l'oosphère. Dès la fécondation, l'embryon commence son développement. Au deuxième printemps, l'embryon poursuit sa croissance, sort de l'ovule, il germe pour produire une plante autonome. Le Ginkgo est souvent planté dans nos villes car il résiste bien à la pollution. Les horticulteurs ne plantent que des sujets mâles, car les femelles produisent des fruits nauséabonds. En Chine on préfère les femelles pour les amandes très nutritives.

Chapitre 9- Les Gymnospermes Introduction aux gymnospermes

Les gymnospermes sont des arbres ou des arbustes, ce ne sont jamais des plantes herbacées, à feuillage toujours vert, à l'exception de quelques genres à feuillage décidu, représentés par les conifères. Le nom signifie à graine nue, c'est à dire non enfermée dans un fruit.

La classification des conifères Dans la classification botanique, les préphanérogames constituent un ensemble ayant la valeur d'un embranchement. Le terme est proposé pour désigner les premiers stades d'évolution des végétaux vers les gymnospermes puis vers les angiospermes. Ces végétaux qui occupent une place importante dans la flore du passé, sont presque tous disparus. Il subsiste quelques fossilles vivants comme les cycas, les ginkgo et les conifères plus évolués. Les Gymnospermes se divisent en Cycadophytes, Coniférophytes et en Gnétophytes. Les Cycadophytes sont des plantes de petite taille, pourvues de feuilles pennées. Ce groupe comprend les fougères à graines, les cycas et plusieurs plantes fossilles. Les Coniférophytes sont des plantes qui peuvent atteindre des grandes tailles, à feuilles simples en forme d'aiguilles. Les conifères et le ginkgo font partie de ce groupe. Les Gnetophytes apparaissent seulement au ternaire. Ce sont des plantes ligneuses sans canaux résinifères. Les fleurs

mâles se rassemblent en en inflorescence conique; les fleurs femelles sont munies d'écailles formant une ébauche d'ovaire.

Les Cycadophytes

Les Cycadophytes sont des plantes de petite taille, pourvues de feuilles pennées. Ce groupe comprend les fougères à graines, les cycas et plusieurs plantes fossilles. Les Cycadophytes se divisent en Ptéridospermales, Cycadales et en Bennettitales. Les Ptéridospermales ( fougères à graines ) sont un vaste embranchement de plantes vasculaires éteintes qui vécurent du Dénovien jusqu'au Jurassique. Elles sont caractérisées par l'association de frondes filicéennes et d'un appareil reproducteur sous forme d'ovules, comme chez les plantes supérieures L'appareil végétatif est apparenté aux fougères tandis que l'appareil reproducteur est comparable à celui des conifères actuels. En fait, ces plantes ne portent jamais de graines véritables mais des ovules et l'état de graine n'est atteint que lorsque l'ovule est séparé de la plante mère. Le caractère intermédiaire de ce groupe du paléozoïque joue un rôle essentiel dans la phylogénie des plantes vasculaires en établissant un jalon entre les ptéridophytes et les spermatophytes. Les ptéridospermales renferment deux familles, les Lyginopteridacées et les Medullossagées. Les Cycadales datent du début du secondaire et persistent jusqu'à l'époque actuelle. Ce sont des petits arbres à port de palmier. Les fleurs mâles multistaminées en forme de cône et les fleurs femelles sont produits sur des plants séparés. À l'oridine les fleurs mâles et femelles étaient réunies comme dans les fleurs hermaphrodites.

Plusieurs genres sont présents dans la famille des cycadacées; Cycas, Stangeria, Bowenia, Dioon, Ceratozamia, Zamia, Macrozamia, Microcycas et Encephalartos Les Bennettitales , groupe fossille du secondaire, étaient proches, quant à leur port, des Cycadales; les fleurs étaient hermaphrodites ou diclines et la fécondation zoïdogame; la graine était embryonnée. Les Caytoniales est une grand groupe fossiles à l'origine des légumineuses. Ces plantes du Trias supérieur au Crétacé supérieur portent des ovules très petits enfermés dans des petites outres disposées à la place des pinnules sur les frondes fertiles. Ces plantes ne sont encore malheureusement que très partiellement connues.

Les Gnétophytes Les Gnétophytes apparaissent seulement au Ternaire. Ce sont des plantes ligneuses sans canaux résinifères. Les fleurs mâles se rassemblent en inflorescences plus ou moins coniques. Les fleurs femelles sont munies d'écailles formant une ébauche d'ovaire, disposition appelée chlamydosperme, et sont groupées en inflorescence, le tégument de l'ovule se prolonge en un faux stigmate. La fécondation est de type très variable et la graine est embryonnée quand elle se détache. Ce sont les seules Gymnospermes qui aient un bois hétéroxylé. Les étranges Gnétophytes comprennent les genres Ephedra, Welwitschia, Gnetum. Les gnètes (Gnetum), comprend des plantes qui rappellent un peu des lianes ou des arbres et arbustes. Les feuilles sont ovales à nervuration pennée. Le bois est comme celui des conifères. Les cônes ressemblent à des simples fleurs. Les cônes et les graines sont comestibles. Les éphèdres (Ephedra), forment des buissons bas dont les feuilles ont l'aspect d'écailles. Il produisent des cônes mâles et femelles semblables à ceux des conifères. La structure de son bois montre une organisation plus évoluée comme celle des angiospermes. Le Welwitschia est l'unique représentant d'une des plus curieuses famille de plantes qui soient. Elle ne pousse que dans les déserts du sud-ouest africain. Elle possède une coutre tige ligneuse, renflée et non ramifiée, épaisse de 10 cm. et qui affecte la forme d'un coussin. Cette tige s'effile en une longue racine pivotante. Elle n'a que deux feuilles qui persistent pendant toute la vie de la plante, cent ans et plus. Ces feuilles coriaces, sans pétioles, semblent formées d'un large ruban que le vent déchire en longues lanières. La base des feuilles ne cesse de croître. À l'aisselle des feuilles apparaissent de nombreuses inflorescences garnies de cônes.

C- La sexualité des gymnospermes Dans la philogénie des plantes, les gymnospermes sont les premiers à présenter un mode de reproduction indépendant de l'eau. Les gamétophytes femelles et mäles sont produits dans des appareils sexuels nus sur des écailles. Le pollen est disséminé par le vent vers les cônes femelles. Ici, les cônes mâles et femelles sont toujours unisexués, l'appareil sexuel hermaphrodite, comportant les deux sexes, n'existe pas chez les gymnospermes. On le retrouvera que plus tard chez les angiospermes. Cependant l'arbre peut être dioïque ou monoïque.

accumulation des grains de pollen

germination des grains de pollen

Pollinisation Les grains de pollen portés, transportés par le vent, pénètrent par le micropyle et s'accumulent dans la chambre sous-micropylaire. Il restent en attente que le cône femelle que le cône femelle soit prêt à la fécondation. Une lente maturation des gamétophytes mâles et femelles s'édifie côte à côte. Puis le pollen germe, crée un tube pollinique jusqu'à l'archégone. Les spermatozoïdes enpruntent ce tube pour aller fertiliser les archégones. Les graines maturent en accumulant des tissus de réserve et développent l'embryon.

D- La graine La graine est une structure qui contient un embryon et des tissus de réserve. Elle se détache de l'arbre lorsqu'elle arrive à maturité. La graine assure plusieurs fonctions: - elle permet le transport des descendants loin du plant mère afin d'offrir des nouvelles possibilités à la progéniture - elle offre la protection du futur plant contre les difficultés climatiques, les chocs du transport, et les prédateurs par la présence de téguments qui sont des enveloppes protectrices. - elle donne à l'embryon des réserves alimentaires pour lui permettre de germer et de se developper jusqu'à son autonomie complète.

- Chez de nombreux conifères, la graine porte une aile menbraneuse qui lui permet d'être disséminée par le vent. - La coupe d'une graine montre un embryon en latence, une radicule qui donnera la première racine, les cotylédons qui sont les premières feuilles nourricières et l'embryon qui est noyé dans un tissu nourricier. - Au début de la germination, l'embryon se développe en consommant les tissus de réserve. Il se dégage du tégument qui l'enveloppait. - Le jeune plant est devenu autonome, la racine le nourrissant et les cotylédons métabolisant la nourriture fournie par la racine. - Un bourgeon se développe au centre des cotylédons. Il est à l'origine de tout l'appareil aérien du futur arbre.

Les Coniférophytes Les Coniférophytes sont en général des plantes de grande taille à feuilles simples souvent en forme d'aiguilles. On distingue trois classes : Cordaitales, Ginkgoales, Coniférales. Les Cordaitales, groupe fossille du Primaire, était répandu à l'ère Primaire et Secondaire. Il s'agissait d'arbres assez grands avec un port différent de celui des conifèresq avec des feuilles rubanées, minces et allongées. Le diamètre du tronc pouvait atteindre 1,50 m. C'étaient les plus grands arbres du Primaire, ils affectionnaient les sols humides. Les cônes étaient moins complexes que chez les conifères actuels. Les fleurs mâles étaient formées d'étamines à plusieurs sacs polliniques et les fleurs femelles d'ovules disposés en cône. Il y a toujours zoïdogamie et la graine se détache à l'état non embryonné Les Ginkgoales , datent du primaire et une seule espèce subsiste. Elle se caractérise par les feuilles à limbe en éventail. Le ginkgo biloba est la seule espèce qui a survécu jusqu'à ce jour. Il se retrouve dans les régions montagneuses de la Chine. Les feuilles cunéiformes de 4 à 6 centimètres, sont en éventail divisé en deux lobes et souvent groupées par 3 ou 5 sur de courts dards. Vert tendre en été, elles tournent au jaune or en automne. L'arbre peut atteindre 20 mètres de hauteur par 13 mètres de largeur. Les fleurs mâles en chaton isolés, ont des étamines à deux sacs polliniques. Les fleurs femelles, longuement pédonculées, sont formées de deux carpelles, à ovule pourvu d'une chambre pollinique; il y a zoïdogamie. Le fruit est une drupe à amande comestible de 2,5 centimètre. Selon le climat, la graine est embryonnée ou non quand elle se détache de l'arbre. Au printemps I, les Ginkgo mâles libèrent les grains de pollen. Les Ginkgo femelles produisent des ovules groupés par deux au sommet de pédicelles. La chambre sous-micropylaire se remplit d'un liquide visqueux qui perle par le micropyle. Le pollen est capturé par une gouttelette visqueuse. Le liquide se rétracte dans la chambre sous micropylaire et le micropyle se referme. Dans le liquide, le pollen germe, ce qui déclenche l'accroissement de l'ovule et l'accumulation de réserves. En fin d'été, les ovules mûrissent et deviennent semblable à des prunes jaunes. Dans la chambre sousmicropylaire, le protalle mâle issu du pollen, évolue lentement. En automne, après la chute des feuilles, les ovules (drupes) tombent au sol. La partie externe du tégument, devenue une pulpe jaune se décompose. Les fausses prunes du Ginkgo ne sont pas des fruits ni une graine, c'est un oeuf. En début d'hiver, le prothalle mâle produit des spermatozoïdes flagellés qui vont féconder

l'oosphère. Dès la fécondation, l'embryon commence son développement. Au printemps II, l'embryon poursuit sa croissance, sort de l'ovule, il germe pour produire une plante autonome. Le Ginkgo est souvent planté dans nos ville car il résiste bien à la pollution. Les horticulteurs ne plantent que des sujets mâles, car les femelles produisent des fruits nauséabonds. En Chine on préfère les femelles pour les amandes très nutritives. Les Coniférales apparaissent au Primaire. Les feuilles forment des aiguilles ou des écailles, parfois un limbe ovale sans nervure principale. Ils ont des canaux ou poches résinifères (sauf chez les taxacées), d'où le nom de résineux. Les fleurs mâles comportent de nombreuses étamines à deux sacs polliniques ou davantage. Les fleurs femelles, réunies en général en cône, portent des ovules en nombre variable sur le carpelle. Le tube pollinique bien développé, permet la siphonogamie . La graine est embryonnée lorsqu'elle se détache du cône. Les Coniférales se divisent en trois groupes; les Pinoïdes, les Podocarpines, et les Taxines. Les Pinoïdes comprennent les familles des Pinacées, Taxodiacées, Cupressacées, Araucariacées, et constituent le groupe le plus important. Elles se rencontrent essentiellement dans l'hémisphère boréal. Les Pinacées comprennent les genres Pinus, Cedrus, Larix, Abies, Picea, Pseudotsuga, Tsuga, Keteleeria et Pseudolarix. Ces arbres à feuillage persistant, sauf chez les mélèzes, peuvent atteinddre une grande taille. Ils sont cantonnés dans l'hémisphère nord où ils formentles forêts boréales et subalpines. Les Taxodiacées comprennent les genres Taxodium, Sequoia, Sciadopitys, Cunninghamia Cryptoméria, Glyptostrobus, Métaséquoia, Taïwania, Sequoiadendron, Atrotaxis. De nos jours les 10 genres ne totalisent que 15 espèces. La plupart sont originaires de l'hémisphère nord. La plupart ont des feuilles persistantes, dures, pointues et en écailles. Les cônes sont globulaires, pas très gros. Toutes les espèces ont une écorce fibreuse de couleur brun-rouge. Propagés habituellement par semis. Les Cupressacées comprennent les genres Thuya, Thuyopsis, Fitzroya, Calocedrus, Libocedrus, Cupressus, Juniperus. La famille comprenant des arbres et arbrisseaux à feuilles généralement écailleuses, verticillées par 2 ou par 3, et dont les cônes sont formés d'écailles soudées aux bractées correspondantes. Les Araucariacées forment une famille peu nombreuse et ancienne comprenant 2 genres, Araucaria, Agathis et 40 espèces indigènes de l'hémisphère Sud. Espèces dioïque (fleurs mâles et femelles sur des sujets séparés). Les fleurs naissent en bout de rameaux : les mâles sont des boules impressionnantes, de 10 cm, qui libèrent leur pollen en juillet. Les femelles sont des cônes dressés de 15 cm. Les fruits mûrissent au second automne. Les Podocarpines comprennent les Saxegothéacées, Phyllocladacées, Phérospharacées, Padocarpacées. Elles se cantonnent surtout dans l'hémisphère austral. Les Podocarpacées comprennent les genres Podocarpus, Dacrydium, Phyllocladus, Pherosphaera, Microcachrys, Acmopyle, Saxegothaea. Les Podocarpacées sont des arbres, sauf le genre Microcachrys qui est un arbrisseau. Ils sont tous de l'hémisphère sud et inter-tropicale. Les Taxines comprennent la seule famille des taxacées, dans l'hémisphère boréal. Elle est parfois classée dans un ordre des Taxales, distinc des Coniférales. Elles comprennent les genres Cephalotaxus, Taxus, Amentotaxus, Austrotaxus, Nothotaxus, Torreya.

Tableaux d'équivalences entre anciennes flores et flores modernes 92

Chaque tableau est divisé en deux parties: à gauche, les familles et genres décrits dans la flore ancienne, à droite, l'équivalence familles et genres définis par le CIFF. La colonne de droite indique le code CIFF de la famille considérée. Les codes des espèces sous-jacentes sont consécutifs. Par exemple, le code pour la famille des Alismacées est 13450; les premières espèces (dans lordre alphabétique) de cette famille ont pour code: 13451 (Alisma arcuatum), puis 13452 (A. damasonium), puis 13453 (A. gramineum), etc.... La colonne Genres indique un ou deux noms. Si le nom de genre est centré, c'est qu'il est identique quelle que soit la référence, ancienne ou nouvelle; sinon, le nom de gauche désigne l'ancien nom, celui de droite le nouveau nom. Dans de nombreux cas, un même genre a été scindé en plusieurs genres distincts. Lorsque le nom est absent du côté gauche, c'est qu'il n'existe pas dans l'ancienne flore Il arrive enfin qu'un genre donné change de famille: En ce qui concerne les familles, la tendance est à subdiviser les anciennes "grandes" familles en plusieurs plus modestes.

Equivalence GYMNOSPERMES (cônifères) Ancienne flore

17441

Classification moderne (CIFF94)

Familles

Genres

Familles

CIFF

PINACEES

17342

CUPRESSACEES

17282

Pinus (pin) Abies (sapin) Picea (épicéa) ABIETINEES

Cedrus (cèdre) Larix (mélèze) Pseudotsuga Tsuga Cupressus (cyprès) Juniperus (génévrier)

CUPRESSINEES

Calocedrus Chamaecyparis Thuja

GNETACEES

Ephedra

EPHEDRACEES

17325

TAXINEES

Taxus (if)

TAXACEES

17407

Cryptomeria Sequoia

17409 TAXODIACEES

Sequoiadendron

(Familles inexistantes dans l'ancienne flore)

Taxodium Ginkgo

GINKGOACEES

GYMNOSPERMES (cônifères) Classes

Familles

Genres Pinus (pin) 150 espèces

PINOÏDES

Abies (sapin) 60 espèces

PINACEES 9 genres 300 espèces

Picea (épinette) 50 espèces Cedrus (cèdre) 4 espèces Larix (mélèze) 10 espèces

17340

Pseudotsuga 10 espèces Tsuga 10 espèces Keteleeria Pseudolarix 1 espèce Cupressus (cyprès) 13 espèces Juniperus (génévrier) 60 espèces

CUPRESSACEES 18 genres 130 espèces

Libocedrus 12 espèces Chamaecyparis 8 espèces Thuja 6 espèces

ARAUCARIACÉES 2 genres 36 espèces

Araucaria 16 espèces Agathis 20 espèces Cryptomeria 1 espèce Athrotaxis 3 espèces

TAXODIACEES 10 genres 30 espèces

Sequoia 1 espèce Sequoiadendron 1 espèce Taxodium 14 espèces

PODOCARPINES

GNETALES

GINKGOAlES

TAXACEES 5 genres

Taxus (if) 10 espèces

CEPHALOTAXACEES 1 genre

Cephalotaxus 5 espèces Podocarpus 100 espèces

PODOCARPACÉES 9 genres 130 espèces

Dacrydium 20 espèces Phyllocladus 6 espèces

EPHEDRACEES 1 genre

Ephedra 35 espèces

WELWITSCHIACÉES 1 genre

Welwitschia 1 espèce

GNETACEES 1 genre

Gnetum 30 espèces

GINKGOACEES 1 genre

Ginkgo 1 espèce

Les conifères du Canada Types de feuillage des conifères a - coupe transversale quadrangulaire de Picea

b - coupe transversale aplatie d'Abies c - traces foliaires au sommet de coussinets saillants de Picea d - traces foliaires non saillantes d'Abies e - feuilles groupées en faisceau de Pinus f - feuille isolée de Picea g - rameau aplati de Thuja h - feuille sessile d'Abies i - feuille pétiolée de Tsuga j-k -

dimorphisme foliaire de Juniperus

f - feuille mucromée de Taxus

Clef d'identification des conifères du Québec Feuilles groupées en faisceaux Feuiles par faisceaux de 2 à 5 persistant tout l'année

Pinus

Feuilles molles, nombreuses dans chaque faisceau, tombant à l'automne

Larix

Feuilles alternes, opposées ou verticillées autour du rameau Feuilles malternes Feuilles rayonnant en tous sens avec traces foliaires saillantes

Picea

Feuilles disposées dans un même plan, aplaties Feuilles sessiles; cônes dressés

Abies

Feuilles pétiolées Feuilles dentées latéralement

Tsuga

Feuilles non dentées, terminées par une pointe

Taxus

Feuilles opposées ou verticillées en forme d'écailles ou d'aiguilles courtes Rameaux arrondis, feuilles en forme d'écailles ou d'aiguilles

Juniperus

Rameaux aplatis, feuilles en forme d'écailles

Thuja

Pin ( Pinus ) Mélèze ( Larix )

Épinette ( Picea )

Sapin ( Abies )

Pruche ( Tsuga )

If ( Taxus )

Génévrier ( Juniperus )

Cèdre ( Thuja )

Sequoia géant

Conifères exotiques

Agathis

Araucaria

Cèdre du Liban

Calocedrus Éphèdre et Gnète

Podocarpus

Welwitschia

Cyprès chauve