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FILIERE SCIENCES DE LA VIE

MODULE FLORISTIQUE

-- S4 --

COURS

Classification des principaux groupes botaniques actuels

Première partie : PTERIDOPHYTES ET GYMNOSPERMES

2011– 2012

K . MOUHRI (mouhri@ucam.ac.ma)

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CLASSIFICATION

GYMNOSPERMES

PTERIDOPHYTES

Plan

INTRODUCTION & OBJECTIFS

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Intérêt des plantes?

-- SOURCE d’oxygène = vie

-- Beaucoup de médicaments ou droguesproviennent du règne végétal:

La cocaïne est extraite des plants de coca,

la caféine des caféiers

nicotine des tabacs.

L'aspirine provient de l'écorce de saule.

Des préparations en herboristerie sont largement

utilisées en phytothérapie et de nombreux nouveaux médicaments, qui pourraient être fournis par les végétaux, attendent d'être découverts et

redécouverts. 4

3--Les plantes nous fournissent beaucoup

de substances naturelles dont l’Homme

ne pourrait s’en passer:

coton,

bois,

lin,

huiles végétales...

5

De quel cours s’agit – il ?

Définition de la floristique?

6

•la taxinomie ou taxonomie : description des

caractères diagnostiques et différentiels.

la systématique : dénombrement et

classification des taxons dans un certain

ordre.

Et la floristique?

7

La systématique végétale (floristique) est la

partie de la botanique qui a pour objet :

La description des plantes

la classification des plantes

selon les caractères :

morphologiques, cytologiques, biochimiques et de biologie moléculaire…

8

Histoire de la systématique

À travers le temps

9

Antiquité

Dioscoride :De materia medica, un

ouvrage sur les produits médicinaux et

qui décrit un peu moins d'un millier de

plantes. Il restera en usage au moins

jusqu'au XVIe siècle

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Albertus Magnus (1193 - 1280)

philosophe et alchimiste, décrivit dans

De vegetalibus de nombreuses plantes

et différencie pour la première fois les

Monocotylédones des Dicotylédones

selon la structure de la tige.

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Carl von Linné publie Species plantarum,

point du départ du système du binôme

linnéen et de la nomenclature

botanique qui normalise pour la

première fois l’appellation des espèces

végétales.

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*Carl von Linné (1707-1778) : médecin et botaniste suédois

SIG et outils de cartographie automatique (à partir d'imagerie satellitale, aérienne, au sol, etc. )

outils d'analyse biochimiques et génétiques (ADN, etc.)

La botanique "numérique" pourrait ainsi contribuer à :

- suivre les espèces introduites et/ou invasives

- suivre la chorologie (répartition des populations végétales), et les impacts des changements climatiques ;

- détecter la toxicité de plantes

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Résultats de ces recherches ?

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3 TYPES DE CLASSIFICATION:

Classification de Raunkier

(types biologiques)

Classification classique ou traditionnelle

issue de celle de Linné

Classification Phylogénétique

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La classification de Raunkier (types

biologiques, 1904) et d’organiser tous les

végétaux selon :

le positionnement des organes de survie

(et donc de leur méristèmes de

croissance) de la plante durant la

période défavorable.

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Types biologiques de Raunkiær :

1. Phanérophyte 2-3. Chamaephytes 4.

Hémicryptophyte 5-9. Cryptophytes 5-6.

Géophytes

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Classification traditionnelle ou

classique

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La classification traditionnelle décrit six règnesdivisant le monde vivant :

les bactéries

les archées (procaryotes unicellulaires)

les protistes (eucaryotes unicellulaires)

les champignons (eucaryotes

pluricellulaires)

les végétaux „

les animaux „

La classification traditionnelle repose sur une hiérarchie fixe d’unités taxonomiques :

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Unités supraspécifiques

Embranchement – Sous Embranchement—Classe — Série – Ordre — Sous Ordre —Famille— Sous Famille —Tribu — Genre

Espèce

Sous espèceVariété Unités infraspécifiquesForme

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Règles de nomenclature (d’écriture) des

unités taxonomiques?

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Le nom de l’espèce est constituée de 2 mots qui sont suivi du nom de l’auteur qui l’a décrite pour la première fois – le plus souvent abrégé –

La première lettre est toujours en majusculeet le reste est en miniscule.

Le nom de l’espèce est écrit en italique et il est toujours souligné :

E/ Chamaerops humilis L. (Linné)

si l’espèce n’est pas défini : Biscutella sp.

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Genre (G/) : ensemble d’espèces qui se ressemblent.

-- commence toujours par une majuscule et s’écrit en latin

--genres plurispécifiques:

Citrus sinensis (oranger doux), Citrus limon, C.reticulata, C.aurantium (oranger amer)

-- genres monospécifiques Ginkgo ---- Ginkgo biloba

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Famille (F/) : regroupe les genres ayant des caractères communs;

--Terminaison : acées ou aceae

--F/Rutacées : Citrus + autres genres(Ruta..)-- F/ Composées (F/Asteracées)

-- F/ Crucifères (F/Brassicacées)

Sous - Famille (S.F/)

--Terminaison : oïdées

Tribu (T/) : Terminaison : ées

F/Caryophyllacées - S.F/ SilenoïdéesF/Graminées - T/ Festucées

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Ordre (O/):

-- regroupe les familles voisines

-- terminaison : ale .. O/Equisetales..

Classe (Cl/) :

--regroupe les ordres voisins

-- terminaison : inées ..Cl/Equisetinées

Sous-Embranchement (S.E/) :S.E/Gymnospermes

Embranchemnt (E/) : E/ Cryptogames

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→ Règne : Végétaux

→ Embranchement : Spermaphytes

→ Classe : Monocotylédones

→ Ordre : Graminales

→ Famille : Poacées (Graminées)

→ Genre : Triticum

→ Espèce : T. aestivum = blé

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E/BRYOPHYTES (Cryptogames non vasculaires)

-- Cl/ Mousses -- Cl/ Anthocérotes

-- Cl/ Hépatiques

E/PTERIDOPHYTES (Cryptogames vasculaires)

-- Cl/ Psilophytinées

-- Cl/ Lycopodinées -- Cl/ Equisetinées

-- Cl/ Filicinées

E/SPERMAPHYTES (Phanérogames)

S/E Gymnospermes s.l

-- Cl/Préphanérogmes : F + O/Cycadales – O/Ginkyoales.-- Cl/ Gymnospermes s.s : F + Conifères : O/Pinales – O/Cupressales ..

-- Cl/ Chlamydospermes : O/Ephedrales – O/Welwitschiales - O/Gnetalesales.

S/E Angiospermes

-- Cl/ Monocotyledones

-- Cl/ Dicotyledones

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degré de parenté entre les espèces, et qui permet donc de comprendre leur histoire évolutive(ou phylogénie)

se base sur les comparaisons de molécules (ADN, protéines) appartenant à différentes espèces.

système exprimé par le CladogrammeChaque taxon devient un CLADE.

3 clades : Eubactéries, les Archées et les Eucaryotes.

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Cladogramme

BRYOPHYTES

-- Marchantiophytes

-- Anthocérophytes

-- Bryophytes

PTERIDOPHYTES (Trachéophytes à spores)

-- Lycophytes

-- Sphénophytes

-- Filicophytes

SPERMATOPHYTES

-- Cycadophytes

-- Ginkyophytes

-- Pinophytes

-- Anthophytes

Gnétophytes

Angiospermes

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Ptérid

ophytes

Gym

nosp

ermes

Anth

ophytes

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PTERIDOPHYTES OU CRYPTOGAMES VASCULAIRES

Généralités

-- groupe très ancien : 400 millions d’années

-- > 12 000 espèces .

-- appareil végétatif =

tige + feuilles + racines + rhizome

→ géophytes

Spores (n chromosomes) -> Gamétophyte bisexué : Anthéridie (organe reproducteur mâle )

Archégone (organe reproducteur femelle )

|

Fécondation (anthérozoides + oosphère ) ->Zygote (2n chromosomes)

|

Jeune sporophyte -> sporophyte âgé (rhizome, racines et feuilles avec sporanges sur la face inférieure ) -> Spores …

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Méiose

Cycle de

développement

d’une fougère :

G/Polypodium sp.

Anthérozoїde

Anthéridie

gamétophyte

Sporophyte

(2n)

Sporanges

Sore

Sporange

(2n)Spores (n)

Germination

des spores

Sporophyte (2n)

Feuille Sores

Indusie

Racine

Gamétophyte

(n)

Fécondation Oosphère

Archégone

Racines

Rhizome

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PTERIDOPHYTES OU CRYPTOGAMES VASCULAIRES

Organisation générale : rappel de cours de botanique de S2

- Appareil vasculaire

a - Tissus

- le liber : cellules libériennes et tubes criblés.

- le bois : trachéides (vaisseaux imparfaits) annelés et spiralés dans le

protoxylème, scalariformes (ponctuations horizontales en forme d’échelle)

dans le métaxylème.

b- Faisceaux :

-- Faisceau exarche : protoxylème externe

-- Faisceau endarche : protoxylème interne

-- Faisceau mesarche : protoxylème median

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Protoxylème

métaxylème

ProtoxylèmeProtoxylème

Faisceau endarche

Faisceau exarche

Faisceau mesarche

Planche 4 : Faisceaux chez les Ptéridophytes

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PTERIDOPHYTES OU CRYPTOGAMES VASCULAIRES

Organisation générale

- appareil vasculaire

– Stèles : deux types fondamentaux:

* protostèle : où la masse de bois est un cylindre plein

* siphonostèle : où la masse de bois est un cylindre creux

entourant une moelle centrale.

.

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PTERIDOPHYTES OU CRYPTOGAMES VASCULAIRES

Organisation générale

- appareil vasculaire

– Stèles : deux types fondamentaux:

* protostèle : où la masse de bois est un cylindre plein

1- haplostèle : le contour du bois est circulaire.

2- actinostèle : le contour du bois est étoilé

3- plectostèle : le bois alterne avec le liber.

4- polystèle protostélique : plusieurs haplostèles dans une seule tige.

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siphonostèle : où la masse de bois est un cylindre creux entourant

une moelle centrale :

5– siphono-amphiphloique : deux anneaux de liber un externe et un interne

.

6 - siphonoectophloique : un seul anneau de liber externe.

7 - soleno-amphiphloique : une brèche est visible après le départ d’une

trace foliaire.

8 - dictyostèle : plusieurs brèches sont visibles sur une coupe transversale

et les traces foliaires sont très rapprochées.

9 – polysiphonostélique : plusieurs siphonostèles emboîtées les unes dans

les autres.

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Schémas des stèles à rajouter

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Deux types de feuilles :

-- microphylles : petites feuilles à appareil vasculaire simple formé d’un seul faisceau qui se détache du cylindre central de la tige sans y laisser de brèches.

(Lycophytes et Sphenophytes)

-- macrophylles ou frondes ou mégaphylles : appareil vasculaire complexe multifasciculé

(Filicophytes)

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sporanges

* Eusporangiées = vrais sporanges :

sporanges à paroi épaisse formée de

plusieurs assises de cellules.

* Leptosporangiées = sporanges à paroi

mince formée d’une seule assise de cellules.

-- isosporie = spores identiques donc isoprothallie ou homoprothallie.

-- héterosporie = spores différentes :

■ des microspores nombreuses (issues d’un microsporange) après germination donnent des prothalles mâles ou microprothallesportant des anthéridies qui libèrent des anthérozoïdes

■ des macrospores , peu nombreuses (issues d’un macrosporange), qui, en germant vont donner des prothalles femelles ou macroprothalles portant des archégones avec une oosphère par archégone.

L’hétérosporie donne l’hétéroprothallie

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Systématique des Cormophytes

(à développer au fur et à mesure)

Cycle de développement général des Ptéridophytes:

spore >gaméthophyte (anthéridies+archégone)>

jeune sporophyte > sporophyte adulte

(racine+rhizome+feuilles)>

sores > sporanges >spores…

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Anatomie des ptéridophytes : 2 types de stèles :

I - protostèle :

1- haplostèle 2- actinostèle 3- plectostèle

4- polystèle protostélique

II - siphonostèle :

1– siphono-amphiphloique 2 - siphonoectophloique

3 - soleno-amphiphloique 4 - dictyostèle

5 – polysiphonostélique .

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Feuilles : 2 types

(définition basée sur la taille et l’anatomie)

-- microphylle

-- macrophylle ou mégaphylles ou frondes

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Sores, Sporanges et spores :

-- Sores, Sporanges : position et définition : eusporangiée et leptosporangiée

-- spores :

isosporie > isoprothallie

héterosporie: micospores + macrospores

|

héteroprothallie :

prothalle mâle ou microprothalle (anthéridies + anthérozoïdes ciliés )

prothalle femelle ou macroprothalle (archégones + oosphères)

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GROUPES SYSTEMATIQUES

1- Lycophytes (Lycopodes, Selaginelles et Isoetes)

►3 familles : Lycopodiacées, Selaginellacées et Isoetacées :

6 genres et 800 espèces.

► Plantes terrestres ou aquatiques de quelques cm.

► Tige à ramification dichotomique (sauf Isoetes)

► microphylles

► Isosporie (Lycopodium) et

► héterosporie (Selaginella et Isoetes)

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GROUPES SYSTEMATIQUES

2-Sphenophytes (prêles)

►1 famille : Equisetacées : 1 genre : Equisetum (35 espèces)

► Plantes terrestres

► tige articulée à rameaux verticillés

► sporanges portés par des sporangiophores. L’ensemble des

sporangiophores forme l’épi sporifère ou strobile.

► Isosporie mais héteroprothallie.

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GROUPES SYSTEMATIQUES

3- Filicophytes (fougères au sens strict)

►30-50 familles, environ 300 genres et 11 000 espèces:

Osmondacées, Polypodiacées, Dicksoniacées, Gleichéniacées,

Cyatheacées, Ophioglossacées, Marsiléacées , Salviniacées…

► Plantes terrestres épiphytes ou aquatiques .

► Rhizomes

► Feuilles = frondes ou macrophylles

► Sporanges situés à la face inférieure des frondes (sporophylles) regroupés

en sores recouverts ou non par l’ indusie .

► Isosporie ou héterosporie

F/ Lycopodiacées :

G/ Lycopodium sp.

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Lycopodium clavatum

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Selaginellacées:

E/ Selaginella denticulata

E/ Selaginella balansae

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e

Planche 8 : Sporophyte du genre Selaginella

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e

Planche 8 : Sporophyte du genre Selaginella

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Cycle de développement du genre Selaginella

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F/Isoetacées :

G/ Isoetes

E/ Isoetes velata

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Isoetes sp.

Sphenophytes

F/Equisetacées

G/ Equisetum

E/Equisetum ramosissimum

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Tige et épi sporifère d’Equisetum sp.

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GROUPES SYSTEMATIQUES

3- Filicophytes (fougères au sens strict)

►30-50 familles, environ 300 genres et 11 000 espèces:

Osmondacées, Polypodiacées, Dicksoniacées,

Gleichéniacées,

Cyatheacées, Ophioglossacées, Marsiléacées ,

Salviniacées…

► Plantes terrestres épiphytes ou aquatiques .

► Rhizomes

► Feuilles = frondes ou macrophylles

► Sporanges situés à la face inférieure des frondes (sporophylles) regroupés

en sores recouverts ou non par l’ indusie .

► Isosporie ou héterosporie

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FILICOPHYTES

• Fougères eusporangiées:

F/ Ophioglossacées :

-- E/ Ophioglossum vulgatum

-- E/ Botrychium lunaria

F/ Marattiacées:

-- G/ Angiopteris sp.

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F/ Ophioglossacées : Botrychium lunaria

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Ophioglossum sp.:

Limbe entier +

épi sporifère

. :

limbe

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Angiopteris sp.

Fougères tropicales de grande dimension

à frondes découpées

Tronc tuberculeuxSporanges soudés

en synanges

100F/ Marattiacées : Angiopteris sp.

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FILICOPHYTES• Fougères leptosporangiées:

Fougères terrestres:

F/ Osmondacées :

E/ Osmunda regalis : Osmonde royale

Maroc : Rif

Frondes avec 2 parties :

-- basales découpées en pinnules

-- supérieures sans pinnules fertiles : sporanges nus .

103

104Osmunda regalis

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Filicophytes

► Fougères terrestres :

Famille : Polypodiacées Exemples :

Asplenium ceterach

Dryopteris filix-mas (= Fougère mâle)

Pteridium aquilinum (= Fougère aigle),

Adiantum capillus- veneris (= Capillaire),

Polypodium vulgare (= Polypode),

Phyllitis scolopendrium (= Asplenium scolopendrium = Scolopendre)…

Sporophyte :

Plantes terrestres,

parfois saxicoles : Asplenium

grimpantes : Polypodium

épiphytes : Platycerium alicorne.

Frondes découpées en pinnules sauf exception pour Phyllitis scolopendrium

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Platycerium alicorne

109Pteris sp.

F/ Polypodiacées : Pteris sp

sporanges en ligne marginale protégés par la

marge foliaire : fausse indusie ?

Fronde découpée en pinnules

110

fausse indusie

111

Dryopteris filix-mas

= Fougère mâle

Sores +

indusie peltée

Fronde découpée

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Dryopteris filix-mas

= Fougère mâle : face inférieure de la fronde

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Indusie peltée

sporanges

Indusie peltée

114Asplenium sp.

Fronde découpée

Sores à indusie unilatérale

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Adiantum capillus-veneris

Pinnules --- Sporanges protégés par une

fausse indusie

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Polypodium vulgare

= Polypode

Sore nus marginaux alignés

en deux rangées parallèles

À la nervures médiane

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Asplenium scolopendrium = Phyllitis

scolopendrium : scolopendre

Frondes entières et sores protégés par une double indusie ou

indusie bilatérale

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Asplenium scolopendrium = Phyllitis

scolopendrium : scolopendre

C.T de la fronde : double indusie

ou indusie bilatérale

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• F/Dicksoniacées / Dicksonia sp.

-- frondes très découpées.

-- Sporanges: sores marginaux

et une indusie bivalve.

121

F/Gleichéniacées : Gleichenia sp.

-- Sporanges en sores arrondies,

sans indusie

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F/ Cyatheacées : Cyathea sp.

-- Fougère arborescente .

-- Sporanges groupés en sores

au fond d’une membrane: l’indusie .

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Fougères aquatiques

-- Famille : Marsileacées

Genre : Marsilea

E/ Marsilea strigosa

-- Famille : Salviniacées Genre : Salvinia

E/ Salvinia natans125

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Marsilea strigosa

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Marsilea strigosa

• Sporocarpe

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130Salvinia natans

Merci