CHAPITRE 6 : COOPÉRATION ET SYMBIOSE

CHAPITRE 6 : COOPÉRATION ET SYMBIOSE

I. LA COOPÉRATION

« RIEN N’EST OBLIGATOIRE ! »

A. RELATIONS AVEC LES ANIMAUX POLLINISATEURS

ATTIRANCE DES POLLINISATEURS

LES RÉCOMPENSES OFFERTES AUX POLLINISATEURS

CHIROPTEROPHILIE

MÉCANISMES ET STRUCTURE FAVORISANT LA POLLINISATION

Auto-incompatibilité gamétophytique

Auto-incompatibilité sporophytique

DETOURNEMENT DES MECANISMES DE POLLINISATION PAR LES PLANTES OU

POLLINISATEURS

B. RELATIONS AVEC LES ANIMAUX DISSÉMINATEURS

II. LES LICHENS : DES ORGANISMES CHIMÉRIQUES

UN EXEMPLE DE LA SYMBIOSE

ATTENTION AU VOCABULAIRE !!

• LE SENS LARGE DU MOT SYMBIOSE (ANGLO SAXON) VS

LE SENS STRICT (FRANÇAIS)

A. MORPHO-ANATOMIE DES LICHENS

• PAS DE RACINE, PAS DE FEUILLE => THALLE

• ASSOCIATION CHAMPIGNON / ALGUE : 85 %

LES CELLULES ALGALES SONT APPELÉES GONIDIES

• ASSOCIATION CHAMPIGNON /CYANOBACTÉRIE : 5%

• ASSOCIATION CHAMPIGNON/ CYANOBACTÉRIE / ALGUE : 10%

• AU MOINS UN PHOTOBIONTE (AUTOTROPHE) ET UN MYCOBIONTE

(HÉTÉROTROPHE) (98% ASCOMYCÈTE)

THALLE ENCROÛTANT OU CRUSTACÉ

EX : RHIZOCARPON GEOGRAPHICUM

THALLE FOLIACÉ

EX : PARMELIA EX : PELTIGERA CANINA

THALLE FRUTICULEUX

EX : USNEA FLORIDA EX : RAMALINA FRAXINEA

THALLE COMPLEXE

EX : CLADONIA

THALLE HÉTÉROMÈREEX : PARMELIA EX USNEA

THALLE HOMÉOMÈREEx : collema

B. FONCTIONNEMENT DE L’ASSOCIATION LICHENIQUE

DIFFÉRENTS CONTACTS POSSIBLES ENTRE MYCOBIONTE ET PHOTOBIONTE

C. REPRODUCTION ET TRANSMISSION DE L’ASSOCIATION LICHENIQUE

1.REPRODUCTION ASEXUÉE

Sorédie

Pycnide

2.REPRODUCTION SEXUÉE

Phaephysia orbicularis

Apothécie vue en coupe, zoom 20 µm

D. LES LICHENS DES BIO-INDICATEURS

III. LES MYCORHIZES : DES ORGANES CHIMÉRIQUES

A. DIVERSITÉ MORPHO-ANATOMIQUE DE L’ASSOCIATION MYCORHIZIENNE

• DU GREC MYCO : CHAMPIGNON

ET RHIZA :RACINE

=> ASSOCIATION D’UNE RACINE ET D’UN

CHAMPIGNON

• 95 % DES PLANTES SONT MYCORHIZÉES

1. LES ECTOMYCORHIZES

Racine d’orchidée ectomycorhizée

LE RÉSEAU DE HARTIG

2. LES ENDOMYCORHIZES

LES ENDOMYCORHIZES À ARBUSCULE

LES ENDOMYCORHIZES À PELOTON

B. UNITÉ FONCTIONNELLE DE L’ASSOCIATION MYCORHIZIENNE

BILAN DES EFFETS DES MYCORHIZES

• AMÉLIORATION DE LA NUTRITION MINÉRALE : EAU , AZOTE;

PHOSPHATE, POTASSIUM POUR LE VÉGÉTAL

• COÛT DU CARBONE POUR LA PLANTE : LE CHAMPIGNON UTILISE

4 À 20 % DES HEXOSES PRODUIT PAR LA PLANTE

• LES CHAMPIGNONS AMÉLIORENT LA TOLÉRANCE AU STRESS

HYDRIQUE, À LA SALINITÉ ,.. DE LA PLANTE HÔTE

• LES CHAMPIGNONS JOUENT UN RÔLE DE PROTECTION VIS-À-VIS

DES CHAMPIGNONS PHYTOPATHOGÈNES.

BILAN :

EXEMPLE : LES ORCHIDÉES AVEC RHIZOCTONIA

C. LES PLANTES MYCOHÉTÉROTROPHES

IV. LES SYMBIOSES FIXATRICES D’AZOTES

A. LES SYMBIOSES FIXATRICES D’AZOTES CHEZ LES LÉGUMINEUSES

SUPERFAMILLE DES LÉGUMINEUSES (FRUIT :

GOUSSE)

• FAMILLE FABACÉE (PETIT POIS, TRÈFLE,..)

• FAMILLE MIMOSACÉE (MIMOSA)

• FAMILLE CESALPINACÉE (ARBRE DE

JUDÉE)

• EN SYMBIOSE AVEC UNE BACTÉRIE DU

GENRE

RHIZOBIUM

Boussingault

1801-1887

Expériences historique (1838)

Expérience Résultats

Graines plantées dans un

sol dépourvu de nitrates.

Mesure de la quantité

d’azote dans les plantules

issues des graines.

Teneur des plantules en

azote identique à celle des

graines sauf pour les

Fabacées où elle double en

3 mois.

Formation de structures

globuleuses sur les racines.

Graines plantées dans un

sol stérilisé dépourvu de

nitrates.

Mesure de la quantité

d’azote dans les plantules

issues des graines.

Pour toutes les plantules,

teneur en azote identique à

celle des graines.

Pas de structures

globuleuses sur les racines.

Luzerne cultivée :

Medicago sativa

Rhizobium trifoli1 µm

Nodosités

1. MISE EN PLACE DE LA STRUCTURE

Membrane

péribactéroide

13

2

Les relations interspécifiques – La symbiose : nodosités – formation du nodule

1) Signaux moléculaires et modification des poils absorbants

2) Invasion du poil absorbant et formation d'un cordon d'infection

Les relations interspécifiques – La symbiose : nodosités – formation du nodule

3) Formation du nodule

Les relations interspécifiques – La symbiose : nodosités – formation du nodule

4) Stade final, nodule fonctionnel

Les relations interspécifiques – La symbiose : nodosités – formation du nodule

2. FONCTIONNEMENT DE LA NODOSITÉ

B. LES SYMBIOSES ACTINORHIZIENNES

Ces plantes ont la capacité de s'associer avec des bactéries

actinomycètes filamenteuses du sol du genre Frankia

C. LES SYMBIOSES AVEC DES CYANOBACTÉRIES

La symbiose Azolla - Anaebaena

Fougère aquatique : Azolla

Cyanobactérie: Anabaena azollae

Cellule végétative

Hétérocyste50 µm

Utilisation en

riziculture :

Enfouissement à

l'aide d'une houe

rotative manuelle

d'Azolla

D. LA SYMBIOSE CNIDAIRE-XANTHELLE

Le blanchiment des coraux

E. SYMBIOSE PLATHELMINTHE ET ALGUE

• SIMSAGITTIFERA ROSCOFFENSIS OU CONVOLUTA ROSCOFFENSIS

Vert plat de Roscoff : Symsagittifera

roscoffensis

BILAN :

Structure de l’association (approche morpho-

anatomique)

Sans pénétration: mésosymbiose

(ectomycorhizes)

Avec pénétration : intercellulaire :

endosymbiose (endomycorhize)

Intracellulaire (endocytobiose) : cnidaire-

xanthelle; convoluta roscoffensis, rhizobium-

légumineuse

Fonctionnement de l’association (approche

physiologique)

Echange trophique bidirectionnels par :

-association entre auto et hétérotrophe pour le

carbone

-association entre auto et hétérotrophe pour

l’azote

Echanges de molécules modificatrices

conduisant à un croisement d’info (facteur nod,

myc)

Protection bidirectionnelle

Mise en place et maintien de l’association Transmission horizontale (Rhizobium)

Transmission verticale (Lichen)