....................................

Exercice n° 2Dans le parterre “Chaco” (voir plan), observe les plantes suivantes : Peres-kia grandifolia (cactus-rose) et Stetsonia coryne (stetsonia massue). Elles se trouvent à droite de la rivière sèche. Ecris le nom de la plante à côté du dessin correspondant. Quelle est la plus grande différence entre les deux espèces ?

...................................................................................................................................................Quelle est la plus grande ressemblance ?

..................................................................................................................................................................................

Comment la famille des cactus est-elle apparue ?A la suite de la première espèce de cactus, de nombreuses espèces diffé-rentes sont apparues grâce à l’évolution, chacune s’est adaptée à son milieu spécifique. Ce processus s’appelle la radiation. Il existe des cactus arbustifs, des cactus grimpants, des cactus immenses et des cactus minus-cules. Malgré toutes ces différences, tu remarques pourtant clairement qu’ils sont tous membres d’une même famille.

Exercice n° 3Dans le parterre « Amérique du Sud » (voir plan), trouve le plus grand cactus (Trichocereus terschekii, cactus chandelier). Selon toi, quelle est sa taille ? ...............mètres.Dans la vitrine “petites succulentes et plantes-cailloux” (voir plan), trouve le plus petit cactus (Blossfeldia liliputana, cactus lilliputien). Selon toi, quelle est sa taille ? ...............cm.Des cactus-pierres poussent aussi dans la même vitrine (des espèces du genre Ariocarpus). Décris ci-dessous leur adaptation particulière.

.....................................................................................................................................................................................................................Quelle avantage cette adaptation offre-t-elle à la plante?

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.....................................................................................................................................................................................................................

Feuille d’exercices : l’évolution au travailSurvivre sans eau ?

Les exercices suivants se trouvent au verso.

Cette famille compte plus de 1.400 espèces. Toutes, elles présentent le même type de fleurs, nous les regroupons donc dans la même famille. Les cactus sont de solides gaillards, ils réussissent à survivre dans les conditions les plus difficiles. La sécheresse et la chaleur ne les dérangent pas, ils sont parfaitement adaptés à leur milieu naturel : le désert. Comment cela est-il possible ? Examinons ces adaptations.

La famille des cactus

Exercice n° 1Lis le panneau de la jardinière “Cactacées” (voir le plan au verso de cette page) et réponds aux questions suivantes.

Pourquoi les cactus ont-ils des côtes ?

...........................................................................................................................................................

Pourquoi la plupart des cactus n’ont-ils pas de feuilles ?

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Chez les cactus, où la photosynthèse se produit-elle ?

.........................................................................................................................................................

Coupe transversale de deux cactus;

entoure celui qui a besoin d’eau.

Les cactus sont les plantes des déserts les plus connues, mais toutes les plantes des déserts ne sont pas des cactus. On les trouve seulement dans les déserts d’Amérique. En Afrique, par exemple, ce sont différentes espèces d’euphorbes (Euphorbia) qui les remplacent dans les déserts. Elles n’appartiennent pas à la famille des cactus : leur floraison le montre très clairement. Mais quand elles ne sont pas en fleurs, ces plantes se ressemblent beaucoup. C’est logique, des adaptations similaires sont apparues chez différentes espèces soumises aux contraintes d’un milieu identique : les déserts. C’est ce que l’on appelle l’évolution conver-gente.

Faux Frères

Une euphorbe(Euphorbia)

Exercice n° 4Regarde dans la jardinière « Evolution convergente » (voir plan) : combien y a-t-il de cactus ? ................Complète ici le nom de trois cactus qui s’y trouvent

O……….. stricta

Gymno…….. saglione

L…………….. hertrichiana

Exercice n° 5Dans le parterre “Madagascar” (voir plan), trouve une plante dont tu peux lire l’étiquette et dont on pourrait penser que c’est un cactus. A quelle famille cette plante appartient-elle ?

...........................................................................

Pour réaliser les exercices de cette feuille, tu dois trouver différentes plantes. Utilise pour cela la feuille « Qu’y a-t-il sur une étiquette ? ». Utilise également le plan de la Serre sèche ci-dessous. Cherche les plantes avec attention. Toutes les plantes concernées par les exercices se trouvent près des chemins, tu ne dois donc pas marcher à l’intérieur des parterres. Ne te laisse pas impressionner par les noms scientifiques en latin, tu ne dois pas les retenir mais grâce à eux, tu es certain-e de de travailler sur la plante précise qui correspond bien à notre demande.

A la recherche de plantes

Amériquedu Nord

Namaqualandet Namib

Sahara etArabie

Amériquedu Sud

Evolutionconvergente

CactacéesMadagascar

Madagascar

Succulentes grimpantes etrampantes

Cactacées grimpanteset Mexique

Amérique du Nord

Plantescaudiciformes

Chaco Chaco

KarooCap oriental

Petites succulentes

et plantes-cailloux

La Serre sèche

Feuille d’exercices : l’évolution au travailSurvivre sans eau ?

Feuille d’exercices : l’évolution au travailVariation et sélection

Fleur

Tige

Racines

Feuille

Fruit

La sélection naturelle Toute forme de vie est continuellement soumise à toutes sortes d’influences extérieures. Les interactions avec la nature environnante sont permanentes. Il faut trouver de l’eau, assurer sa descendance, éviter de se faire manger. Dans la nature, c’est souvent une question de vie ou de mort. Si tu ne trouves pas d’eau, tu meurs et tu n’as pas de descendance. Grâce à la variation, les différents individus réagissent un peu différem-ment à l’intérieur d’une même espèce. Les individus qui possèdent les adaptations les plus performantes par rapport à leur milieu ont le plus de chance de se perpétuer et leurs caracté-ristiques sont conservées par leur descendance. C’est la sélection naturelle et c’est de cette manière qu’apparaissent de nouvelles espèces.

La variationEn fait, il n’existe pas deux formes vivantes qui se ressemblent en tous points. Elles diffèrent toutes légèrement l’une de l’autre. Tu ressembles peut-être plus à ta mère qu’à ton père et tu es le portrait de ton grand-père : il existe en effet une variation des caractéristiques. On la trouve non seulement chez les êtres humains mais aussi chez les animaux et bien sûr chez les plantes. Un pétunia n’est pas l’autre, une plante sera par exemple plus résistant aux maladies que l’autre. Les caractéristiques de chaque individu diffèrent légèrement : c’est la variation.

Exercice n° 1Dans la Serre Victoria, trouve 4 crotons, ils appartiennent tous à la même espèce. Leur emplacement est indiqué sur le plan au verso, et les plantes sont clairement identifiées sur place avec une étiquette rouge. Dessine ci-dessous une feuille de chaque plante. Qu’est-ce que tu remarques ?

Cette variation a été accentuée par l’être humain: parmi les plantes sauvages, il a sélectionné les individus qui présentaient une couleur ou une forme qui l’intéressait. Il les a mises en culture, et ainsi sont apparues des formes particulières dérivant de la même espèce. Dans la nature, ce phéno-mène survient aussi mais il est dû alors à des interactions avec le milieu environnant.

Plante sauvage Plante 2 Plante 3Plante 1

Exercice n° 2Tu trouves ci-dessous un certain nombre de problèmes que peut rencontrer une plante. Sa survie dépend du succès avec lequel la plante les surmonte. Indique dans quelle partie de la plante la solution réside.

Absorber des minéraux

Absorber de l’eau

Réaliser la photosyn-thèse

Attirer les pollinisateurs

Propager sa descen-dance

Ne pas se faire manger

Trouver une endroit favorable à sa crois-sance

Feuille d’exercices : l’évolution au travailDes résultats bien étranges

Les exercices suivants se trouvent au verso.

Certaines espèces de plantes sont tellement bizarres qu’il semble presque impossible qu’elles résultent du travail de l’évolution. Comment peuvent apparaître des formes et des organes étranges? Une grande partie de l’évolution se concrétise par de petites modifications: ces drôles de formes apparaissent peu à peu. C’est très facile à illustrer chez les plantes car il existe de très nombreuses espèces de plantes et, au cours de l’évolution, de nombreuses formes intermédiaires ont continué à exister en tant qu’espèces distinctes.

Evoluer peu à peu

Exercice n° 3Trouve les différents dischidias dessinés ci-dessous. Ensuite place chacune des phrases suivantes en dessous du dessin de la plante qui y correspond.... des racines qui pousent à l’aisselle des feuilles... deux feuilles soudées en forme de petit sac ou d’urne.... des racines qui poussent en dessous des feuilles....des racines qui poussent dans le petit sac formé par deux feuilles soudées....des feuilles opposées qui sont bombées....des feuilles opposées

Plante avec .........................

.................................................

.................................................

Plante avec..........................

.................................................

.................................................

Plante avec..........................

.................................................

.................................................

Plante avec .........................

.................................................

.................................................

Plante avec..........................

.................................................

.................................................

Plante avec.........................

.................................................

.................................................

Dischidia purpurea

(Dischidia rouge)

Dischidianummularia

(Dischidia aux écus)

Dischidia pectenoides

(Plante à urnes)

Les plantes myrmécophilesSur les 300.000 espèces végétales existantes, il y a environ 500 espèces qui ont développé un lien avec les fourmis d’une manière ou d’une autre. Aussi bien les fourmis que les plantes tirent un avantage de cette collaboration, c’est une vraie symbiose. La plante à urnes Dischidia pectenoides en est un bel exemple. La plante forme des petits sacs creux que les fourmis utilisent comme nids. Elles y amè-nent toutes sortes de matéri-aux organiques qui s’accumulent au fil du temps. La plante forme alors des racines adventives qui poussent à l’intérieur des petits sacs. Ainsi, la plante absorbe les minéraux que les fourmis ont apportés. En échange, les fourmis reçoi-vent un abri sûr. Les espèces végétales et les fourmis se sont adaptées l’une à l’autre au cours de l’évolution : c’est la coévolution.

Dischidias dans des corbeilles suspendues

La Serre Victoria

Croton

Feuille d’exercices : l’évolution au travail : La fleur

La fleur, une usine de reproductionLes plantes à fleurs sont apparues il y a 120 millions d’années. Les premières fleurs, que nous connaissons par les fossiles, étaient peu spécialisées. Aujourd’hui encore, des fleurs comme celles du drimys de Winter (Drimys winteri) ressemblent fort aux toutes premières fleurs. Les fleurs sont les organes de reproduction des plantes, leurs tâches principales sont la pollinisation et la fécondation. Elles utilisent pour cela des pollinisateurs, surtout des insectes. Au fil du temps, les insectes et les fleurs ont évolué ensemble : c’est la coévolution. Il existe des centaines de types de fleurs, chacune d’entre elle est adaptée à un pollinisateur spécifique. Com-ment sont apparus tous ces types à partir d’un ancêtre commun ?

A droite : représentation schématique d’une fleur primitiveA : vue de hautB : vue latéraleC : coupe transversale d’une fleur ouverte

Regarde également le dessin de la fleur du drimys de Winter à gauche.

A

B

CFleur de drimys de Winter

Les exercices suivants se trouvent au verso.

La fleur primitive

Exercice n° 1

Inscris où se trouvent, dans le schéma ci-dessus : le stigmate, le réceptacle, le style, l’étamine, le sépale, le pétale, l’ovaire.

Exercice n° 2Demande à l’animateur où se trouve la vitrine aux orchidées. Examine les fleurs de cette vitrine et réponds aux ques-tions ci-dessous.

Toutes ces plantes se ressemblent.

Toutes ces fleurs sont trimères(elles ont 3 ou 6 pétales).

Toutes ces fleurs ont un labelle (c’est un pétale développé sur lequel les insectes peuvent se poser).

VRAI FAUX

A

B

C

Processus:Diminutiondu nombre

Processus:Soudure de

certaines parties florales

Processus:Croissance

inégale

Processus:Pas de

développement de certaines

parties florales

Processus:Regroupement

Processus:Intégration

d’autres organes

Ci-dessous, voici sept processus suivant lesquels une fleur primitive peut évoluer en un autre type de fleur. Trois des sept processus ont trait à la forme de l’inflorescence, c’est-à-dire la manière dont les fleurs sont placées sur la plante. Tous ces processus, parfois simultanément, ont donné naissance aux milliers de fleurs différentes que nous connaissons aujourd’hui.

Processus:Regroupement

extrême

A

B

C

A

B

C

A

B

C

Sept processus évolutifs

Feuille d’exercices : l’évolution au travail : La fleur

Exercice n° 3

Diminution du nombreSoudure de certaines parties floralesCroissance inégalePas de développement de certaines parties floralesRegroupementRegroupement extrêmeIntégration d’autres organes

Diminution du nombreSoudure de certaines parties floralesCroissance inégalePas de développement de certaines parties floralesRegroupementRegroupement extrêmeIntégration d’autres organes

Trouve deux plantes avec des fleurs très différentes. Observe les fleurs de manière approfondie. Dessine ci-dessous un croquis de chaque fleur. Ecris le nom de la plante à côté. Parmi les 7 processus évolutifs, entoure celui qui a conduit à la forme de cette fleur en t’aidant des schémas ci-dessus.

Nom : .......................... Nom : ..........................

Un voyage à travers le tempsL’évolution dans le Règne végétal

Une soupe originelleUne fois la planète Terre formée et refroidie, l’océan et les roches se formèrent. Comment la vie y a com-mencé, on ne le sait pas encore mais il est générale-ment admis qu’elle est apparue dans l’eau.

Les unicellulairesLes premières formes de vie furent les unicellulaires. Ils sont les ancê-tres éloignés de toute vie. Les bactéries et les algues bleues constituent des groupes importants d’unicellulaires.

Entrée vers les serres Entrée vers les serres de la Forêt tropicalede la Forêt tropicale

Terre !Les premières plantes terrestres ressemblaient fort aux algues vertes. Elles produisaient leur nourriture elles-mêmes à l’aide de la lumière solaire : c’est la photosynthèse. Vivre hors de l’eau n’est pas simple, mais quatre adaptations ont rendu cela possible : une couche de cire (la cuticule), des pores, des vais-seaux conducteurs et des spores.

Les survivantsLes plantes primitives possédaient un thalle. Plus tard elles ont développé des racines, des tiges et des feuilles. Certaines plantes primi-tives existent encore aujourd’hui. Ces survi-vants sont : les anthocérotesles hépatiquesles moussesles lycopodes

Les forêts primitivesDès que certains groupes de plantes ont réussi à former des troncs, les arbres sont apparus. Les arbres à écailles et les sigillai-res étaient des lycopodiacées géantes. Ils formèrent, avec les prêles géantes, les premières forêts. Avec le temps, celles-ci se sont transformées en charbon.

Entrée (en Entrée (en venant de la venant de la Serre du Serre du Printemps)Printemps)

Se reproduireLes groupes de plantes les plus anciens ne se reproduisaient que par des spores. Une étape importante fut l’apparition d’ovules entourés d’une couche protectrice. Une fois l’un d’eux fécondé par le pollen, l’embryon s’y développe avec une réserve nutritive : on appelle cela une graine.

La période des dinosauresLes cycadales étaient en plein essort à l’époque des dinosaures. Malgré son apparence, ce groupe particulier de plantes n’est appa-renté ni aux palmiers, ni aux fougè-res mais bien aux conifères, cela se voit à leurs cônes, proches des pommes de pin.

Un succès sans égalLe nombre de types de fleurs a augmenté rapide-ment, notamment grâce à la coévolution des insectes. Aujourd’hui, dans le monde, 8 plantes sur 10 sont des plantes à fleurs. C’est aussi grâce à des plantes de ce groupe que l’être humain est devenu agriculteur. De la banane au blé, de la rose au coton, les plantes à fleurs sont la base de la vie sur terre.

Une vie sexuelle plus performanteQuand le pollen est transporté par les insectes, il y a moins de pertes qu’avec le vent. Les fleurs consti-tuent les adaptations particulières développées par la plante pour attirer par exemple les insectes. Désormais, les graines nues ne se développent plus à l’air libre mais elles sont mises à l’abri dans un fruit. Leur dispersion en devient plus efficace.

Les fougères Le groupe des fougères est demeuré prospère à travers le cours du temps. A côté des espèces herbacées, il existe également plusieurs espèces arborescentes. Les fougères se reproduisent grâce à des spores suspen-dues à la face inférieure des feuilles.

Alg

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Vaisseaux conducteurs

Hép

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An

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Fleurs

Graines

Choroplastes

Aujourd’hui

500 millions d’années

Une dynastie de 500 millions d’annéesFiliation et parenté dans le Règne végétal

Gymnospermes

Plantes à Graines

Plantes vasculaires

Règne végétal

Cet arbre phylogénétique simplifié représente la structure du Règne végétal dans ses grandes lignes. Il existe environ 300.000 espèces de plantes, classées en différents groupes. Le nom et la filiation génétique de quelques groupes sont représentés ici. Le schéma présente les groupes les plus anciens ainsi que l’apparition de certaines caractéristiques très importantes.

Qui est qui dans le Règne végétal ?

Exercice n° 3Les affirmations suivantes sont-elles vraies ou fausses ? Coche la bonne réponse.

Toutes les plantes ont des vaisseaux conducteurs.

Toutes les plantes ont des fleurs.

Les conifères sont les seuls gymnospermes.

Toutes les plantes ont des choroplastes.

Les plantes à fleurs constituent un groupe récent.

Les mousses ont plus de 300 millions d’années.

Vrai Faux

Groupe actuel

Caractéristique importante

Groupe aujourd’hui disparu

Exercice n° 1Complète les données manquantes dans l’arbre phylogénétique : les fougères, les mousses, les conifères et les prêles.

Exercice n° 2Examine bien l’arbre évolutif et réponds aux questions suivantes :

Quels sont les groupes de plantes qui ont des graines ?

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Quelle est la caractéristique qui est commune aux lycopodiacées et aux ginkgos ?

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