Botanique Des Spermatophytes - Site Officiel bio 2020... · La présence d’un Cambium bifacial: donnant du liber et du bois Les espèces dioïques (pied mâles et femelles séparées)

Cours

Dr. SASSOUI D.

Botanique Des Spermatophytes

Sommaire

1. Introduction et généralités

2. Les Gymnospermes :

2.1 Chapitre 1 : les préspermaphytes (gymnospermes archaique)

2.1.1 Les Cycadophytes: notion d'ovule

2.1.2 Les Ginkgophytes

2.2. Chapitre 2 : Gymnospermes types

2.2.1 Les Coniférophytes: notion de fleur, d'inflorescence et de graine

2.3. Chapitre 3 : Gymnospermes surévolués:

2.3.1 Les Gnétophytes: groupe charnière

3. Chapitre 4 : Les Angiospermes

3.1. Appareil végétatif et notion de morphogénèse: croissance des tiges, feuilles et racines

3.2. Morphologie florale (organisation de la fleur, inflorescences)

3.3. Biologie florale: microsporogénèse et macrosporogénèse

3.4. Graines et fruits

3.5. Notion de systématique moderne, cladogènèse et principaux taxons. Présentation des

classifications (Engler 1924, APG II)

Cours Botanique

1. Objectif du cours :

Connaître les caractères distinctifs des familles auxquelles elles appartiennent particulièrement

celles de l’Algérie.

Connaître les cycles de reproduction sexuée des embranchements des végétaux supérieurs.

2. Généralités

Cours Botanique

Cours Botanique

Les Trachéophytes

- Présence de vrais tissus conducteurs de sève (Bois et Liber)

- Synthèse de lignine

- Sporophyte indépendant du gamétophyte

Les "Ptéridophytes"

- Bois formé de Trachéïdes

- Vraies racines, tiges et feuilles (avec stomates)

- Sporophyte (2n)=plante feuillée

Les Spermatophytes

- Gamétophyte femelle protégé par tégument : ovule

- Gamétophyte mâle réduit au grain de pollen

- Bourgeons donnant des ramifications situés à l'aisselle des feuilles

- Croissance secondaire des tiges et racines grâce à un méristème II aire (cambium

bifacial Bois IIaire vers l'intérieur, Liber IIaire vers l'extérieur), sauf chez Angiospermes

Monocotylédones.


Dr. SASSOUI D.

Chapitre I

Les préspermaphytes

Les Cycadophytes et Ginkgophytes

Cours Botanique Chapitre I : Les Cycadophytes et Gingkophytes

1. Généralités :

Les Préphanérogames ou préspermaphytes sont un groupe qui constitue, avec les

ptéridophytes, l'un des éléments essentiels de la flore de l'aire primaire.

Il ne reste aujourd'hui qu'une centaine d'espèces, véritables "fossiles vivants"

Les Préphanérogames font partie de la lignée végétale, c'est-à-dire d'un ensemble

d'organismes autotrophes et phototrophes.

Les préspermaphytes sont des gymnospermes caractérisés par des ovules nus

Les préspermaphytes sont appelés « plantes précédant les plantes à graine » composés

des Cycadophytes et Ginkgophytes (figure 01)

Figure 01 : Cladogramme des spermatophytes

2. Origine de l’ovule et des grains de pollen chez les Cycadophytes et les Gingkophytes :

2.1 Ovule :

Représente la structure sexuée femelle (diploïde et haploïde à la fois)

L’ovule est le résultat du développement d’une macrospore (n) à l’intérieur du macrosporange (nucelle) qui donne un gamétophyte femelle réduit (endosperme).

L’endosperme forme des gamètes femelles (oosphères)

L’endosperme est enveloppé par un tégument interrompu par une ouverture (le micropyle)

L’ensemble se développe dans les tissus du sporophyte ; on parle d’Endoprotallie, car le prothalle femelle se développe dans les tissus du sporophyte (figure 02)


2.2 Grain de pollen

Représente la structure sexuée male

Le grain de pollen est le résultat du développement d’une microspore (n) à l’intérieur du microsporange (sacs polliniques) qui donne un gamétophyte male (figure 02)

Figure 02 : Origine de l’ovule et grain de pollen

3. Les Cycadophytes

3.1 Appareil végétatif Les cycadophytes sont caractérisés :

Un port de fougères (feuilles très développées) ;

La présence d’un Cambium bifacial: donnant du liber et du bois

Les espèces dioïques (pied mâles et femelles séparées) (figure 3 et 4)

La tige est un vrai tronc avec accroissement secondaire, non ramifié terminé par un

bouquet de feuilles et portant des cicatrices des ovules tombés.

Origine des régions tropicales

Feuilles composées pennées

Absence de bourgeons axillaires

Environ 130 espèces


Cycas revoluta Pied mâle

Figure 3 : Cycas revoluta pied mâle


Figure 4 : Cycas revoluta Pied femelle

Ovule sur les

mégasporophylle de

Cycas revoluta


3.2 Appareil reproducteur

L’appareil reproducteur femelle est constitué par des feuilles morphologiquement

semblables aux feuilles végétatives mais légèrement plus petites et de couleur brunâtre

« les mégasporophylles ». ces dernières portent à leur base deux rangées d’ovules de

grosseur variable.

Les mégasporophylles portent entre deux à 8 ovules à micropyle dirigé vers l’extérieur

Les ovules de grande taille car les réserves sont faites avant la fécondation

L’appareil reproducteur mâle est représenté par les étamines et grains de pollen, réunis

en cône, portés par des micosporophylles

3.3 Reproduction :

Ils sont caractérisés par une reproduction sexuée et asexuée (végétative)

Pied Femelle : Dans le nucelle une cellule mère (2n) subit une réduction chromatique

pour donner 4 macrospores (n) dont 3 dégénèrent et une seule subit de nombreuses

divisions aboutissant à la formation du prothalle femelle (endosperme). Au-dessous du

micropyle des archégones réduits contenant des oosphères.

Pied Male : dans les microsporanges, les cellules mères (2n) des grains de pollen

subissent une réduction chromatique qui donne des spores (n). Ce dernier, subit une

double division aboutit à la formation de 3 cellules (figure 5) qui représente le prothalle

male réduit. Au moment de fécondation, seulement la cellule générative subit une

division donnant deux anthérozoïdes.

Figure 5 : Grain de Pollen


3.4 Cycle de développement des Préphanérogames (Cycadophytes et Gingkophytes)

(figure 06) :

Les grains de pollen sont disséminés par des coléoptères (pollinisation entomophile)

pour les Cycadophytes et anémophile pour les Gingkophytes.

Le pollen pénètre dans l’ovule par le micropyle et germe dans la chambre pollinique

donnant deux anthérozoïdes (gamètes ciliés) qui nagent et se déplacent par eux même

(zoïdogamie) pour aller féconder les oosphères

Plusieurs oosphères peuvent être fécondées, mais un seul se développe en embryon. La

germination démarre tout de suite quelles que soit les conditions d’extérieures

Il n y a pas de graine il n y a pas de période de dormance.

Figure 06 : Les différentes étapes de reproduction chez les préspermaphytes Cycas revoluta


3.5 Systématique :

1. Embranchement : Cycadophyta

Comporte une seule classe : Cycadopsida, divisée en 03 Ordres.

a/ Pteridopsermales : C’est un ordre disparu comportant des fougères « à graines ».

b/ Les Caytoniales : C’est un ordre disparu.

c/ Les Cycadales :

Comportent une centaine d’espèces regroupées en 3 familles et 11 genres.

Les trois familles actuelles sont : Zamiaceae, Cycadaceae et Stangeriaceae.

Les Cycas forment un genre qui comporte 20 espèces. Une seule espèce Cycas revoluta:

Sorte de petit palmier ornemental fréquent dans les jardins Algériens

Classification

Règne Plantae

Sous-règne Tracheobionta

Embrenchement Cycadophyta

Classe Cycadopsida

Ordre Cycadales

Famille Cycadaceae

Genre Cycas

Cycas revoluta

4. Les Gingkophytes

1. Embranchement : Gingkophyta

Une seule classe Cordaïtopsida, divisée en 02 Ordres :

Les Cordaïtales : Sont des Préphanérogames arborescentes

Gingkoales : Actuellement existe une seule espèce :

Ginkgo biloba

La plante a croissance lente, Peut atteindre 40m de haut, Dioïque

Tige ramifiée qui porte des feuilles caduques avec un limbe éventail

Fleur (fausse fleur) male est en chaton pendants, chaque fleur est réduite à une étamine

à 2 sacs polliniques


Fleur (fausse fleur) femelle est portée d’un long pédoncule

L'amande est ovoïde, charnue à l’extérieur, jaunâtre, l’endosperme riche en amidon

Le bois est dit homoxylé car formé d’un seul type d'élément (trachéides)

2. Reproduction

Même cycle de reproduction chez les cycadophytes

Ovules par paire de 3cm, mais un ovule est avorté

La formation des microspores comme les cycadophytes sauf qu’ils contiennent 4

cellules

Pollinisation est anémophile en mai

L’ovule pourrit sur le sol et dégage une odeur fétide (acide butanoique et hexanoique)

Pied femelle Pied mâle

Limbe éventail et nervation dichotomique

Ginkgo biloba

Pied Pied mâle

feuilles en éventail, + ou - échancrées


Ginkgo biloba

Ovule avorté


Figure. Cycle de reproduction


Dr. SASSOUI D.

Chapitre II

Les spermaphytes

Les pinophytes

Cours Botanique Chapitre II : Gymnospermes pinophytes

1. Généralités :

Les Spermaphytes (du grec : sperma (semences ou graines) et phyton (plantes) sont les

dernières à être apparues sur terre.

Les Spermatophytes actuels sont représentées par 250 000 à 300 000 espèces, dont une

très grande majorité représentée par les Angiospermes (plantes à fleurs) et le reste est

représenté par les Gymnospermes (environ 1 000 espèces actuelles).

Caractères généraux des Spermaphytes (en latin Spermatophyta) »- des plantes à

graines :

des plantes à ovules

des phanérogames

les plantes terrestres (Embryophytes) qui possèdent des ovules se transformant

en graines après fécondation.

Végétaux les plus perfectionnés et les plus adaptés à la vie terrestre;

L’élément de dissémination et de conservation de l’espèce, chez les

spermaphytes, est un sporophyte (diploïde) appelé graine. La plante feuillée est

un sporophyte qui développe des organes sexuels. Chez les spermaphytes, le

stade gamétophyte (haploïde) est très réduit et vit toujours en parasite sur le

sporophyte. La fécondation chez les spermaphytes ne se fait pas dans l’eau

comme chez les autres végétaux. Les spermaphytes comprennent deux grands

sous embranchements: (figure 01)

- les Gymnospermes : (Pinopsida, Gnetopsida) ;

- les Angiospermes : (Monocots = Liliopsida et Eudicots = Magnoliopsida) plantes les plus

récemment apparues sur terre. Ce sous embranchements regroupe des espèces végétales,

herbacées ou arborescentes et adaptées à pratiquement tous les biotopes de notre planète.


Figure 01 : Différence entre angiosperme et gymnosperme

2. Embranchement des Pinophyta: 2.1 Appareil végétatif:

Toutes sont des espèces ligneuses, arbres ou arbustes. Aucune espèce n'est herbacée.

Les feuilles sont généralement persistante sauf pour le mélèze Larix decidua ou le cyprès

chauve Taxodium distichum

Les feuilles sont aciculaires (En aiguilles) ou squamiformes (En écailles) (figure 02).

Existence d'un appareil sécréteur à résine d'où le nom résineux

Ils sont présents dans les zones tempérées de l'hémisphère du nord et dans l'hémisphère du

sud

Feuilles s'adaptent en milieu déficitaire en eau, au froid et des hautes altitudes (stomates

enfoncées et cuticule épaisse)

Feuilles qu'une nervure médiane, jamais en réseau

Cambium bifacial: donnant du liber et du bois

Cambium périphérique assure la formation du suber protégeant les tissus intérieurs de la

perte d'eau

Le bois est dit homoxylé car formé d'un seul type d'élément (trachéides) avec ponctuation

aréolées

La sève circule en chicane (figure 03)


Figure 02 : Forme des feuilles des pinophytes

Figure 03 : Bois homoxylé aréolé

Squamiformes Aciculaires


Figure 4 : Disposition des cônes mâles et femelles


2.2 Appareil reproducteur :

Les organes sexuels sont groupés en des cônes unisexués (d'où le nom de conifères, soit

males, soir femelles mais portés généralement par un même pied (Espèces monoïques).

Caractérisés par une fécondation siphonogame : Le grain de pollen émet des gamètes mâles

non ciliés qui sont conduits aux archégones à travers un tube pollinique.

Ce n'est pas un vrai fruit.

La graine renferme un embryon unique et un tissu de réserve constitué par l'endosperme. Il

n'y a pas de formation d'albumen parce qu'il y 'a une simple fécondation. Le plus souvent les deux sexes sont présents sur le même individu qui correspond au

sporophyte.

Les organes reproducteurs sont sous forme de cône. Les deux sexes sont localisés sur des

cônes différents (Figure 04)

Les cônes mâles sont en général nombreux, de petite taille (5 mm de diamètre), parfois

globuleux ou le plus souvent allongé. Ils peuvent atteindre une vingtaine de centimètres et

sont situés à la base des jeunes rameaux sur l'arbre qu'une saison. Ils sont formés d'un

nombre variable d'écailles pourtant de 2 à 8 sac pollinique à leur face inférieure. On assimile

souvent ses écailles staminales à des étamines (Figure 05).

Les cônes femelles sont peu nombreux, plus au moins ovoïde allongé, souvent assez

volumineux, mesures ont entre 10 et 20 cm. Ils sont situés au bout des rameaux et peuvent

demeurer plusieurs années sur l'arbre. Ils sont également formé d'un nombre très variable

d’écailles ovulifères portant à leur face supérieure, le plus souvent deux ovules, parfois un

seul, quelquefois plus de 2. Le micropyle des ovules est situé du côté de l'axe du cône

(Figure 06).


Figure 5 : Cônes mâles pinophytes


Figure 6 : Cônes femelles pinophytes


2. 3 Reproduction :

Le cycle de reproduction des conifères ressemble beaucoup à celui des cycadophytes et à

celui des Ginkgophytes avec cependant une différence fondamentale la formation d'une

graine.

Dans les sacs polliniques du cône male, des cellules mères subissent une réduction

chromatique pour donner chacune 4 grains de Pollen (figure 7). Les grains de Pollen

(Microprothalle male) sont libérés par éclatement des sacs polliniques. Chaque grain de

Pollen renferme 4 cellules, une s’appeler cellule du tube, donne le tube pollinique ; et une

autre, appeler cellule générative, donne 2 gamète mâle. Le nombre de cellule par grains de

pollen peut varier d'une cellule ou plus, exemple : y a plus de 15 chez les Araucariacées. Chez

la plupart des conifères, les grains de Pollens possèdent 2 excroissances au niveau de l'éxine,

les bâtonnets aérifères (figure 8) qui facilitent leur transport par le vent.

Dans le nucelle (sporange femelle) se différencie une cellule mère qui subit une réduction

chromatique aboutissant à la formation de 4 macrospores, puis 3 dégénèrent. Celle qui reste

subi des divisions successives pour donner l’endosperme (gamétophyte femelle) (figure 9).

Au sommet de l’endosperme, du côté micropylaire, se différencie un nombre réduit

d’archégones (figure 10). En général c'est l'arrivée de la germination du pollen qui déclenche

le développement du gamétophyte femelle. Une fois les grains de pollen entrés dans le cône

femelle, ses écailles se referment. On parle de gymnospermie et compensées.

Le grain de pollen germe en émettant un tube pollinique qui transporte les deux gamètes

mâles jusqu'à un archégone et les libère au contact de l'oosphère (figure 11). Contrairement.

chez les cycadophytes et les ginkgophytes, les gamètes mâles ne sont pas ciliés et ne nage

pas, ils sont conduits jusqu'au bout par le tube pollinique, on parle de siphonogamie. la

fécondation a parfois lieu plusieurs mois après la pollinisation. L'oosphère est fécondée par

l'un des deux gamètes mâle, le deuxième dégénère. L'oosphère fécondée produit un œuf au

zygote se développant en embryon. Plusieurs grains de pollen peuvent germer sur un même

ovule donc plusieurs oosphères peuvent être fécondé, il y a donc formation de plusieurs

embryon en parle de polyembryonie. Mais un seul embryon se développe complètement.

Entouré de réserve, il en train ralentit. Les téguments de l'ovule se dessèche et le protège

jusqu'à sa germination, pour avoir à la fin une graine.

Le plus souvent chez les coniférophytes, la graine possède une aile membraneuse provenant

de l'épiderme de la phase supérieure de l'écaille qui portait l'ovule. La graine est libérée par

écartement des écailles du cône. Chez certaines espèces, une très forte chaleur (un incendie

par exp) est nécessaire pour permettre l'ouverture des cônes femelle.


Figure 7 : Formation du grain de pollen

Figure 8: schéma du grain de pollen

Figure 9 : Formation de l’endosperme


Figure 10 : Organisation de l’endosperme

Figure 11 : Reproduction conifères


Figure 12: Cycle de Reproduction Pinophyta

Figure 13: Schéma théorique du cycle de reproduction de Pinophyta


2. 4 Systématique :

L’Embranchement des Pinophyta comporte une seule classe Pinopsida divisée en 05 Ordres :

Ordre des Bennettitales : Ordre disparu.

Ordre des Pinales ou Abiétales

Ordre des Araucariales.

Ordre des Cupressales.

Ordre des Taxales.

1. Ordre des Pinales ou Abiétales

Ordre le plus répondu actuellement des Gymnospermes avec 45 genres et 500 espèces. La famille la

plus importante est la famille des Pinaceae ou Abiétaceae :

Avec 9 genrs et 210 espèces

Localisées dans les différentes régions du monde.

Existence de deux sacs polliniques et 2 ou 1 ovule par écaille.

Feuilles persistantes (Sauf exception).

Les genres les plus répondu sont : Pinus, Cedrus, Abies, Larix.

a. Pinus :

- Représente le genre le plus répondu chez les Abietaceae.

- Comporte 150 espèces forestières

- Situées dans l’hémisphère Nord

- Les feuilles réunies par R2, R3, R5

Le pin d’Alep (Pinus halepensis)

- Arbre méditerranéen constitue parfois des formations

forestières pures

- Large extension de l’humide au semi-aride

- 20 m de long

- Feuilles aciculaires (R2), de 6 à 10 cm de long

- Le cône mesure 10cm

Pinus halepensis


Le pin mritime (Pinus pinaster) (Pinus maritima)

- Fréquent à l’Est du l’Algerie sur un substrat acide

- 20 m de long

- Feuilles aciculaires R2, de 10 à 20 cm de long

- Le cône mesure 8cm

Pinus maritima

b. Genre Cedrus :

Cèdre de l’Atlas (Cedrus atlantica) (Cedrus libanotis)

- Fréquents dans les monts de Chréa, Djurdjura, et dans les Aurès

- Les feuilles en aiguilles groupées en rosette peu piquante.

- Le cône femelle ovoïde mesure 6 à 11 cm


c. Genre Abis :

Le Sapin de Numidie (Abies numidica) :

Espèce endémique nord-africaine. Se trouve dans les monts des Babors et Tababors à l’Est de

l’Algérie.

Abies numidica

d. Genre Larix (Les Mélèzes)

Larix decidua

• Le seul conifère qui perd ses feuilles qui le permet

de résister au très basse température et pousser

jusqu’a 2500 m d’altitude

• Les feuilles en aiguilles groupées en rosette peu rigide

Larix decidua

2. Ordre des Araucariales

Une seule famille appartient à cet ordre : Famille Araucariaceae :

- Genre Araucaria et Genre Agathis.

- Localisée dans l’hémisphère Sud.


Araucaria Agathis

16 espèces 20 espèces

Amérique du sud et

Australie

Sud asiatique et la

nouvelle zélande

fournissent un bon bois Fournissent la résine

pour la fabrication des

vernis

Feuilles en aiguilles ou en

alènes

Feuilles à limbe large


3. Ordre des Cupressales : Comprend deux familles :

- Cupressaceae

- Taxodiaceae.

Les feuilles sont squamiformes ou en alènes

- Les cônes Mâles en chaton et femelles sont de petite taille.

- Il se forme ainsi un galbule (fruit en baie)

- Les graines non alliées

Cupressaceae

- Genre Cupressus

- Genre Juniperus

- Genre Thuya

- Genre Tetraclinis

- Genre Biota

a. Genre Cupressus (Cyprès)

Le Cyprès vert (Cupressus sempervirens) :

- Utilisé comme brise-vent.

- 20 à 30m de haut a ramification denses

- Cône male oblong très nombreux

- Cône femelle sphérique peu nombreux


b. Genre Juniperus (les Genévriers)

Le Genévrier rouge (Juniperus phoenicea ou J. turbinata) :

- Feuilles en écailles.

- Fréquente au niveau de quelques groupements côtiers de Zéralda (Mazafran) dans

les montagnes de l’Atlas saharien.

Le Genévrier oxycèdre (ou le G. cade) (J. oxycedrus)

- Feuilles en alènes.

- Extraction de l’huile de cade (gatran)


c. Genre Tetraclinis

Le Thuya de Berbérie (ou le faux Tuya) Tetraclinis articulata

- Ses cônes possèdent quatre écailles

- Les feuilles squamiformes

- Il forme peuplements purs dans les gorges de Chiffa, les basses montagnes de

Zaccar (Saïda)

Tetraclinis articulata


d. Genre biota

Famille Taxodiaceae :

- Arbres souvent monoïques

- 10 genres parmi eux :

• Genre Sequoia

• Genre Taxodium

a. Genre Sequoia :

Sequoia gigantea :

- Se trouve en Californie.

- Peut dépasser 115 m de hauteur et 12 m de diamètre

- Peut vivre jusqu’à 3800 ans

b. Genre Taxodium :

Taxodium mucronatum :

- Arbre de Tulé, au Mexique :

- 16 m de diamètre, 48 m de haut, plus de 2000 ans


4. Ordre des Taxales :

- A une seule famille : Famille Taxaceae : On distingue 4 genres et 13 espèces.

L’If (Taxus baccata) :

- Existe à l’état sporadique dans les régions humide froid Djurdjura, Chréa, Monts de

Tlemcen

- Fournit un excellent bois.

- Elle est dioïque.

- Le cône femelle comporte une seule graine dont le tégument à maturité s’entoure d’une

excroissance charnue (arille)


Dr. SASSOUI D.

Chapitre III

Les Gnétophytes

Cours Botanique Chapitre III : Les Gnétophytes

1. Généralités :

- Les Gnétophytes comptent seulement quelques dizaine d’espèces.

- Ce sont des plantes ligneuses, dioïques (rarement monoïques)

- Les Gnétales sont un ordre de plantes-phanérogames-gymnospermes qui tire son nom du

genre Gnetum qui comprend une quinzaine d'espèces de lianes habitant dans les régions

tropicales de l'Amérique et qui fournissent des fibres textiles. Dans les régions tempérées

vit le genre Ephedra, dont l'aspect rappelle assez celui des Prêles. L'Ephedra vulgaris vit

dans la région méditerranéenne et sur les bords de l'Océan Atlantique, où elle contribue

à consolider les dunes.

2. Embranchement des Gnétophyta:

2.1 Appareil végétatif :

- Caractérisé par un port arbustif, lianescent sauf pour l’espèce Welwitschia mirabilis qui

.a un port très particulier.

- Les feuilles sont simples parfois très réduites, opposées ou verticillées (figure 01)

- Le bois se structure de trachéides, des vaisseaux (cellules très adaptées au transport de

la sève brute) et du parenchyme ligneux (tissu de soutien et ou de réserve) dans ce cas

on parle de bois hétéroxylé (figure 02).

Figure 01 : (a) Feuilles opposées, (b) Feuilles verticillées Figure 02 : Bois hétéroxylé

a b



- La pollinisation est soit anémophile soit entomophile grâce à la production de nectar.

- Ressemble à des fleurs réduites (pseudo-fleurs) regroupées en épis ou en chatons ou

parfois en cônes.

- Les pseudo-fleurs femelles possèdent un seul ovule droit (figure 04)

- Chez les Gymnospermes, l’ovule est nu. Il est situé sur une écaille, excepté chez les

Gnétophytes ; une enveloppe ouverte à son extrémité protège les ovules d’où le nom de

chlamydospermes (klamys : manteau et sperma : graine) (figure 03)

- Les pseudo-fleurs males sont réduites à des étamines pourvues d’un filet (figure 05)

- Les graines sont entourées par des enveloppes charnues. Ces dernières ne sont pas

complètement fermées donc on ne parle pas de fruits.

Figure 03 : Ovule Gnétophyte et Angiosperme.


Figure 04 : Les pseudo-fleurs femelles. Figure 05 : Les pseudo-fleurs males.

2.3 Reproduction :

- Le cycle de reproduction est le même que chez les conifères.

- Le transport des gamètes males par le tube pollinique (siphonogamie).

- La différence entre les Coniférophytes et les Gnétophytes est :

Chez les Coniférophytes, deux gamètes males sont libérés mais un seul réalise la

fécondation et l’autre dégénère

Chez les Gnétophytes, les deux gamètes males réalisent la fécondation (double

fécondation), l’un fusionnant avec l’oosphère, et l’autre avec une cellule de

l’endosperme, aboutit à la formation de deux embryons dont un seul se développe.

2. 4 Systématique :

- Les Gnétophytes comptent 3 ordres :

Ordre Gnétale, Famille Gnétaceae, Genre Gnetum (30 espèces) :

Ce sont des lianes. Les feuilles sont larges, pétiolées, à nervure pennée. Les graines sont

entourées par une enveloppe externe charnue (jaune, rose ou rouge). Ces plantes sont

principalement rencontrées dans les régions tropicales humides de l’Asie du Sud Est.

Espèce : Gnetum africanum (figure 06)

Etamine Filet


Figure 06 : Gnetum africanum

Ordre Ephedrale, Famille Ephedraceae, Genre Ephedra (35 espèces) :

Ce sont des arbustes ou lianes dioïques ou monoïques de 4 espèces en Algérie, ramifies à

petites feuilles et tiges vertes. Les ovules sont entourés de deux bractées fusionnées qui

deviennent charnues ou coriaces à maturité. On les rencontre dans les régions arides et

désertiques, chaudes ou froides.

Espèce : Ephedra altissima (Figure 07)

Figure 07 : Ephedra altissima

Inflorescence femelle Inflorescence male


Ordre Welwitschiales, Famille Welwitsehiaceae :

Une seule espèce Welwitschia mirabilis (figure 08)

- C'est une plante dioïque se rencontre uniquement dans les déserts de Namibie

- Une tige réduite avec un disque ligneux massif. Sur ce dernier prennent naissance

deux feuilles opposées, à nervation parallèle et à croissance basale continue qui

s'enroulent sur leur partie terminale ensuite se dessèchent et se déchirent.

- Racine profondément enfouie dans le sol avec à la surface du sol.

- Les inflorescences mâles sont en épis et portent "fleurs" à six étamines possédant

chacune trois loges.

- Les fleurs femelles, disposées en cône, possèdent une aile et un ovule à micropyle

tubulaire.

- Les graines sont entourées par une enveloppe membraneuse et ailée.

Figure 08 : Welwitschia mirabilis

Inflorescence femelle Inflorescence male


Dr. SASSOUI D.

Chapitre IV

Les Angiospermes

Cours Botanique Chapitre IV : Les Angiospermes

1. Généralités :

- Le nom angiospermes (du grec aggeion : boite et sperma : semence)

- Les angiospermes sont des plantes à fleurs qui dominent les flores terrestres ;

- Elles habitent les endroits les plus variés : toutes altitudes, les milieux aquatiques (flottantes

ou ancrées dans le fond de l’eau), tous les climats, les milieux les plus secs.

- Type biologique variés : annuelles, bisannuelles ou pérennes.

- Autotrophe ou parasites.

- Elles se distinguent par :

La protection de la descendance par enfermement de l’ovule dans l’ovaire, par

conséquent assure la protection de la graine dans le fruit.

Le phénomène de double fécondation avec production d’un embryon et un tissu

de réserve l’albumen

Les organes reproducteurs sont regroupés en une seule structure « la Fleurs »

2. Biologie:

2.1 Appareil végétatif :

- Le bois est hétéroxylé : formé de parenchyme ligneux et de vaisseaux parfaits (trachées). Les

trachés sont des files de cellules sans parois transversales et dans les parfois latérales possèdent

dfférents types d’ornementations en lignine (annelé, spiralé, réticulé …)

- Présence du Cambium bifacial.

- Toutes les formes et les tailles sont rencontrées (Ligneux, herbacées, lianes…..)

- La plupart sont des herbacées (figure 01).


Figure 01 : Organisation générale de l’appareil végétatif des angiospermes herbacées

- La morphogenèse : est l'ensemble des mécanismes (croissance, organogenèse) qui participent à

la croissance des plantes. La croissance de la tige et des racines est réalisée par l'activité de leurs

extrémités appelées apex caulinaire et apex racinaire (figure 02) :

Zone de régénération (division) : Les divisions cellulaires sont localisées dans une masse

cellulaire sur la coiffe : le méristème, ici méristème racinaire.

Zone d’élongation cellulaire : est composée de cellules qui s'allongent mais ne se divisent

pas.

Zone de différenciation cellulaire : dépend de la position de la cellule, de l’environnement

et des substances.

Le méristème apical caulinaire produit directement la tige, les feuilles et les

bourgeons axillaires.

La Tige, les feuilles et les bourgeons axillaires : contiennent les méristèmes

primaires) à l'origine de la ramification de l'appareil aérien


Figure 02 : Les mécanismes de la morphogenèse végétale


a. La Fleur :

- Elle est la principale caractéristique des angiospermes ou plantes à fleurs (figure 03)

Figure 03 : Organisation de la fleur

- Fleurs hermaphrodites : contiennent à la fois des étamines et des carpelles.

- Fleurs unisexuées : soit mâles, uniquement des étamines (fleurs staminées),

soit femelles, seulement un gynécée (fleurs pistillées).


- Fleurs pentacycliques : cinq verticilles de pièces florales (un de sépale, un de pétale, deux

étamines, et un de carpelle)

- Fleurs actinomorphe : quand une fleur à deux côtés symétriques.

- Fleurs zygomorphe : quand une fleur à plusieurs plans de symétrie

- Fleurs asymétrique : quand une fleur n’a aucun plan de symétrie

- Il existe Deux catégories d’inflorescences : la grappe et la cyme

- La grappe : L’axe principal ne porte généralement pas de fleur. Les fleurs sont disposées sur cet

axe principal terminé par un bourgeon terminal (figure 04).

Figure 04 : Inflorescences grappe

- La cyme : L’axe principal est terminé par une fleur qui est la première à se différencier. Des axes

secondaires peuvent se développer à l’aisselle de bractées (figure 05).

Figure 05 : Inflorescences cyme


b. Les pièces florales :

Le réceptacle floral :

- c’est la partie terminale de l’axe portant une fleur (pédoncule floral). Les pièces florales sont

insérées sur le réceptacle soit en spirale ou suivant des cercles (verticilles) on parle de fleurs

cycliques ; si les pièces les plus externes sont en verticilles et internes en spirale on parle de fleurs

hémicycliques.

Les sépales :

- L’ensemble des sépales forme le calice qui joue le rôle de protection des pièces internes

- Chez les monocotylédones (3 et 5 sépales parfois 4) chez les dicotylédones (rarement 3 sépales)

- Les sépales sont libres (calice dialysépale), les sépales sont soudés (calice gamosépale)

Les pétales :

- L’ensemble des pétales forme la corolle

- Chez les fleurs pollinisées par le vent sont discrètes et verdâtres

- Les pétales sont libres (corolle dialypétale), les pétales sont soudés (corolle gamopétale)

- Quand les pétales sont colorés, ils interviennent dans la pollinisation

Les tépales :

- Signifie sépales et pétales sont morphologiquement identiques

Le Périanthe :

- Les sépales et pétales constituent le périanthe (figure 06) :

(1) Hétérochlamyde : pétales + sépales,

(2) Homochlamyde : tépales,

(3) Haplochlamyde : sépales seuls

(4) Achlamyde : périanthe totalement absent.


Figure 06 : Types de périanthe

2.3 Reproduction :

a. Les organes reproducteurs :

Les étamines :

- L’ensemble des étamines forme L’androcée

- Dans les étamines se forment les grains pollen (microprothalles males)

- Elles sont constituées de : filet et anthère (figure 07)

- L’anthère est formée de deux loges polliniques, chacune comprenant deux sacs

polliniques (microsporange males). Chez certaines espèces il n’y a qu’une seule loge

pollinique

- Lorsque les étamines sont nombreuses, on parle de polystémonie.

Figure 07 : Structure d’une étamine


Les carpelles :

- L’ensemble des carpelles forme le gynécée ou pistil (figure 08)

- Un carpelle est formé d’un ovaire, d’un style et de stigmate

- Les ovules sont protégés par un ovaire et prennent naissance du placenta (figure 09)

Figure 08 : Coupe longitudinale d’un carpelle Figure 09 : Coupe longitudinale d’un carpelle

- Le gynécée a plusieurs niveaux de variations (figure 10) :

(I) Les fleurs hypogynes : le gynécée est inséré au-dessus des autres verticilles (ovaire supère).

(II) Les fleurs périgynes : sépales, pétales et étamines sont soudés

(III) Les fleurs épigynes : sépales, pétales et étamines sont insérés au-dessus du gynécée (ovaire infère).

Figure 10 : niveaux de variations du gynécée


- Les différents types de placentation sont : (figure 11)

La placentation est axile : Les ovules sont insérés sur un axe central, et on peut observer des

cloisons

La placentation est pariétale : Les ovules sont insérés sur la paroi des carpelles.

La placentation est centrale : Les ovules sont insérés sur un axe central, et les cloisons

intercarpellaires ayant disparu, on n’observe qu’une seule loge carpellaire.

Figure 11 : A. Placentation axile, B. Placentation pariétale, C. Placentation centrale

b. Origine des appareils reproducteurs :

I. Reproduction asexuée

Origine du Grains de Pollen (La microsporogenèse) :

- Les grains de pollens sont formés dans les anthères.

- Dans les sacs polliniques, des cellules mères (2n) (un massif d'archéspores) qui évoluent

en sporocytes puis subissent une réduction chromatique et donne chacune 4 microspore (n) ; chaque

microspore donne un microprothalle male (grain de pollen) (figure 12)


Figure 12 : La microsporogenèse

Origine de l’Ovule :

1. Formation de l’ovule : (figure 13)

- L’ovule renferme le macrosporange femelle (nucelle)

- L'ovule est produit par une prolifération locale du placenta

- Un massif cellulaire se soulève pour former le nucelle

- Ensuite par des divisions, se forment les téguments (T1 et T2)

- Les téguments grandissent en couvrant le nucelle mais en laissant libre un pore « le micropyle ».

- L'ovule est fixé au placenta par le funicule.

Figure 13 : Formation de l’ovule


2. La macrosporogenèse (figure 14)

- Au cours de la différenciation de l'ovule, une cellule, augmente et devient une cellule archéspore puis

le mégasporocyte.

- Après une méiose, donnant 4 cellules haploïdes, les mégaspores, les 3 cellules les plus proches du

micropyle dégénèrent et le sac embryonnaire est formé à partir de la mégaspore la plus profonde.

Figure 14 : Formation de l’ovule

II. Reproduction sexuée

1. La mégagamétogenèse :

Formation du sac embryonnaire = gamétophyte femelle (figure 15)

La mégaspore subit 3 vagues de divisions nucléaires conduisant à la formation de huit noyaux

haploïdes (figure 16) :

2 synergides

3 antipodes au pôle opposé

2 noyaux polaires (centraux)

1 Gamète femelle : oosphère

Le sac embryonnaire désigne le gamétophyte femelle des Angiospermes et est inclus dans

l'ovule. Il représente l'équivalent de l’Endosperme chez les Gymnospermes.


Figure 15 : La mégagamétogenèse

Figure 16 : Sac embryonnaire


2. La microgamétogenèse

• Formation du gain de pollen = gamétophyte mâle ou = gamètes mâles).

• La microspore contient une cellule végétative et d'une cellule générative.

• Ces cellules migrent puis subit une nouvelle mitose pour donner deux gamètes mâles (figure 17).

Figure 17 : La microgamétogenèse


3. La fécondation :

- Le grain de pollen est arrivé sur un stigmate compatible, il se réhydrate, gonfle et germe

(figure 18).

- La cellule végétative donne le tube pollinique

- La cellule reproductrice s'engage dans le tube et donne deux gamètes mâles

(microgamétogenèse).

- Par une double fécondation. L'un des deux gamètes fusionne avec l'oosphère pour donner

l'embryon diploïde. L'autre gamète fusionne avec les deux noyaux polaires pour donner un

tissu triploïde, (l'albumen) qui est un tissu de réserve (figure 19). C'est donc la fécondation

qui déclenche la formation du tissu de réserve.

- L’endosperme est le tissu nourricier contenu dans les graines des Gymnospermes, par contre

l’albumen triploïde est le tissu nourricier qui se développe après la double fécondation dans

les graines d'Angiospermes

Figure 18 : Germination du grain de pollen


Figure 19 : Double fécondation chez les angiospermes

4. Formation de la graine

- La double fécondation entraîne la transformation de l'ovule en graine

- L'albumen résulte de la fusion d'un des deux gamètes mâles avec les deux noyaux polaire qui

se développe au dépend du nucelle, ce qui provoque le gonflement de l’ovule

- Elle est constituée d’un embryon de 1 ou 2 cotylédons

- Selon type de réserves présentes on distingue trois grandes catégories de graines (figure 20):

Graines à périperme : l'albumen ne se développe pas du tout. Si le nucelle persiste il

prend le nom de périsperme.

Les graines albuminées : l'albumen se développe et remplace le nucelle.

Les graines exalbuminées : l'albumen est digéré par l'embryon et les réserves sont

stockées, dans un ou deux cotylédons.

- La graine subit une forte déshydratation afin de diminuer toues activités métaboliques, pour

rentrer en vie ralentie (dormance).

5. Formation du fruit :

- Parallèlement à la formation de la graine, l'ovaire se transforme en fruit (figure 21).

- Sa paroi donne le péricarpe comprend trois parties : une partie externe, l'épicarpe, une partie

moyenne : mésocarpe, une partie interne : endocarpe

- Les fruits sont classés en différentes catégories suivant le nombre et la disposition des

carpelles d'origine, le nombre de graines qu'ils contiennent, la nature (charnue ou sec) et le

type d'ouverture du (déhiscent ou indéhiscent) (figure 22).


Figure 20 : Les différents types de graines : a. Graine à périsperme ; b. Graine albuminée ;

c. Graine exalbuminée

Figure 21 : Devenir des différentes pièces florales après la fécondation


Figure 22 : Classification des fruits

2.4 La pollinisation :

La pollinisation est le transport du grain de pollen depuis son lieu de formation (anthère) jusque sur

la surface réceptrice femelle (le stigmate). Le transport des grains de pollen est soit par le vent

« Anémophile » ou par les animaux « Entomophile », ou par le biais de l’homme (comme le cas de

la pollinisation de la vanille).

Pollinisation directe (autogamie) (figure 23) : Le pollen d’une fleur se dispose sur le stigmate

de la même fleur ou d’une fleur du même plant.

La pollinisation directe est parfois gênée par certains nombres de barrières :

- Temporelle : la maturation d’un des organes femelle ou male est décalée dans le temps

- Spatiales : exemple l’ovaire super : les étamines sont au-dessous de l’ovule ce qui empêche

la disposition du grain de pollen sur le stigmate.

- Génétiques : exemple l’auto-incompatibilité entre le pollen et le stigmate d’une même fleur

Pollinisation croisée (allogamie) (figure 24) : Le pollen d’une fleur se dispose sur le stigmate

d’une fleur d’un autre plant de la même espèce.


Figure 23 : Autogamie Figure 24 : Allogamie

3. Systématique :

a. Classification classique et moderne APG :

Le nombre d’apertures du grain de pollen est un des critères important dans la classification des

angiospermes en deux groupes (mono et dicotylédones) (figure 25)

La classification classique : repose sur des caractères la plupart visibles : un ou deux cotylédons, puis

chez les dicotylédones on note présence ou absence de pétale, et si les pétales sont présents on note

si sont séparées ou soudées. Ainsi en tenant compte successivement la position de l’ovaire, du

nombre d’étamines et quelques d’autres caractères morphologiques (figure 26).

Figure 25 : Le nombre d’apertures du grain de pollen

La classification moderne APG (Angiosperm Phylogeny Group) : Précisément représente la méthode

cladistique qui continue à utiliser des caractères morphologiques, mais plus largement sur des

caractères chimique (moléculaires). Les études cladistiques sont contrôlées par un groupe de

botanistes (APG) (figure 27)

Dicotylédones archaïques


Figure 26 : La classification classique

Figure 27 : La classification moderne APG III


b. Différents Phylums des Angiospermes :

a. Amborellales: 1 famille et 1 espèce: Amborella trichopoda

b. Nymphérales: Plante aquatiques; Nymphea

c. Austrobayleyales: anis étoilé (illicium vérum)

d. Magnoliidées: 4 ordre 10000 espèces: Laurus nobilis Cinnamomum verum et Piper nigrum

e. Liliopsida (Ou Monocotylédones) :

Groupe monophylétique qui comprend 90000 espèces

Espèces presque herbacée

Absence de ramification

Forme arborescente, l’accroissement en épaisseur par le cambium (Pas de

formations secondaires)

Chez des espèces la tige ligneuse de fort diamètre, n’est pas un tronc mais un stipe

Racines fasciculé (absence de racine principale)

Fleur de type trois (trimère).

Feuilles sessiles pourvues d’une gaine à nervations parallèles (phyllode).

L’embryon n’a qu’un seul cotylédon.

Grain de pollen à unseul aperture

Les ordres les plus importants sont :

- Les Asparagales : 26000 esp : Orchidacées

- Les Poales : 18000 esp : Blé, riz, maïs

- Les Alismatales : 4500 espèces

f. Cératophyllales:

Une seule famille et un seul Genre Ceratophyllum (6 espèces)

Espèces aquatiques complètement immergées

Grain de pollen sans aperture

g. Eudicotylédones :

C’est un groupe polyphylétique

Espèce herbacée et ligneuses avec des ramifications.

Racines pivotantes

Feuille complète avec pétiole et limbe

Accroissement en épaisseur grâce aux formations secondaires du xylème et phloème.

Fleur de type cinq (pentamère).

L’embryon a deux cotylédons.

Grain de pollen à trois apertures (parfois plus)


Eudicotylédones archaïques (Paléo-Eudicotylédones)

Les pièces florales sont, le plus souvent, spiralées . Les fleurs souvent trimères. Les

carpelles sont libres. L’ordre principal est les Renonculales. Quelques familles

importantes : Renonculacées : les renoncules (genre Ranunculus) ; Papavéraceées (genre

Papaver).

Eudicotylédones moyennes ou Rosidées :

Plantes à fleurs, cliques, dialypétales. Fleurs trimères, parfois quatre. Elles comptent plus de

90000 espèces.

• Quelques familles importantes :

Euphorbiacées : (genre Euphorbia)

Fabacées : genre Prunus (cerisiers, pruniers, abricotiers)

Cucurbitacées : famille des courges et du melon (Cucumis melo).

Brassicacées : la famille des moutardes (genres Sinapis et Brassica)

Rutacées : on y trouve les agrumes, oranges, citrons et pamplemousses (genre Citrus).

Eudicotylédones intermédiaires :

Cactacées : La famille des cactus

Grossulariacées : la famille des cassissiers

Polygonacées : Le sarrasin (Fagopyrum esculentum)

Eudicotylédones évoluées ou Astériclées :

Plantes à fleurs cycliques, gamopétales. Fleurs trimères, parfois quatre. Près de 70000 espèces.

• Quelques familles et espèces importantes :

Ericacées : Les myrtilles (genre Vaceinium)

Solanacées : La pomme de terre (Solanum tuberosum), la tomate (Lycopersicon esculentum)

Gentianacées : La gentiane jaune (Gentiana lutea).

Apocynacées : Laurier rose (Nerium oleander)

Lamiacées : Le romarin (Rosmarinus officinalis)

Apiacées : Le persil (Petroselinum crispum)

Astéracées : Les laitues (Genre Lactuca)

Documents

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