Plantes& Environnement€¦ · Plantes& Environnement Programme du module 1-Introduction 2-Notions et critères de classification des plantes 3-Évolution du monde végétal 4-Les

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Cours pour L2 en Sciences alimentairesCours pour L2 en Sciences alimentaires

Plantes & Environnement

Programme du module1-Introduction

2-Notions et critères de classification des plantes

3-Évolution du monde végétal

4-Les groupes qui n’appartiennent pas au règne des plantes

4.1- Les champignons

4.2- Les cyanobactéries (les algues bleues)

5- Les groupes appartenant au règne des plantes

5.1- Les algues

5.2- Les embryophytes

5.2.1-Les bryophytes

5.2.2- Les trachéophytes

A/ Les ptéridophytes

B/ Les spermatophytes (gymnospermes & angiospermes)

6- Relations des végétaux avec l’environnement

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Disciplines scientifiques liées à la botaniques: constante évolution

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Historiquement,

Le vivant est classé en deux Domaines distincts selon la présence ou l’absence du

noyau:

2 empires ou trois domaines ?

- L’empire des Procaryotes dont les cellules ne portent pas de noyau telles que les bactéries

- L’empire des Eucaryotes dont les cellules portent un noyau, comme la levure, l’amibe

(organismes unicellulaires), plantes, champignons, animaux (organismes pluricellulaires).

Classification des êtres vivants

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C’est grâce aux séquences d’ADN codant l’ARN de la sous unité ribosomique

16S que Carl Woese et George Edward Fox (1977) ont pu classer les

procaryotes en deux Domaines fondamentalement différents:

les Archées et les Eubactéries.

2 empires ou trois domaines ?

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Terminaison des taxon supragénériques

Notions et critères de classification

des plantes

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Dans les ouvrages de l'Antiquité, des plantes sont citées mais le plus souvent sans descriptions précises ou avec des descriptions très fantaisistes.Quand il y a des illustrations, certaines d'entre elles peuvent être utilisées pour représenter plusieurs espèces différentes.

Jusqu'aux XVI-XVIIèmes siècles, dans le public, pour nommer les plantes on utilisait des noms vernaculaires ou vulgaires (propres à une région).Les "botanistes" utilisaient, eux, des noms latins comprenant 1, souvent 2, parfois plusieurs mots (polynômes).

Noms vernaculaires ou vulgaires

Les noms vernaculaires ou vulgaires ne concernent en fait que très peu d'espèces car la plupart des espèces sont inconnues du grand public et n'ont donc pas de nom vernaculaire.

Les noms vernaculaires posent deux problèmes majeurs:

1/ une même espèce peut posséder plusieurs noms différents suivant les pays, régions, villages…

Exemple 1: Populage des marais(Caltha palustris)60 noms français90 noms anglais140 noms allemands

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Exemple 2: Arbutus unedo L.noms arabes: noms berbères:Acir Addob TicisnouHenna hameur sesnouLendj BahennouBou-djbibaEl-mechmes el-berri

2/ plusieurs espèces peuvent être désignées par le même nom, ce qui peut être dangereux si parmi elles il y en a qui sont comestibles et d'autres toxiques car il y a alors risques de confusion si on ne se base que sur le nom vernaculaires.

Exemple: cas des plantes appelées "lauriers"

laurier des boisDaphne laureola

laurier cerise Prunus laurocerasus

laurier rose Nerium oleander

laurier-tinViburnum tinus

laurier des Alpes Rhododendron

ferrugineum

1. Espèces toxiques

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laurier sauce, laurier noble, laurier d'Apollon: Laurus nobilis

laurier de Saint Antoine : Epilobium angustifolium

2. Espèces comestibles

Noms LatinsDepuis l'Antiquité, les médecins, qui avaient obligatoirement des connaissances botaniques utilisaient le latin pour nommer les plantes. Dès le XVIème siècle, nombreux sont ceux qui utilisaient 2 termes pour désigner une espèce mais ce n'était pas une règle universelle et chaque auteur pouvait donner le nom de son choix.

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Charles Linné

Linné a mis au point une nomenclature encore utilisée de nos jours

Genre + espèce: le binôme

Species Plantarum 1753

En fait, Linné a le plus souvent repris les binômes créés par les auteurs qui l'ont précédé mais il a eu le mérite d'en faire une règle obligatoire qui, encore de nos jours, fait loi.

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• Binôme toujours latinisé• Genre avec une majuscule (lettre initiale)• espèce toujours avec une minuscule (même quand il dérive d'un nom propre)

ex: Thymus algeriensisPinus alepensis, Geranium robertianumLavandula officinalisTriticum durumPhoenix dactylifera

• Les 2 termes sont écrits avec des caractères différents du reste du texte: en italique (le plus souvent) ou en gras, ou soulignés.•Le binôme est suivi du nom complet ou plus ou moins abrégé du 1er auteur-descripteur (après 1753) en écriture normale suivi d'un point quand le nom est abrégé.Ex: L. pour Linné (le seul auteur signalé par une seule lettre)Lam. : LamarckA.DC : Alphonse Pyrame de CandolleBonnier : Gaston BonnierDarwin : Charles DarwinB. Juss : Bernard de JussieuJ.Juss. : Joseph de JussieuJuss. : Antoine-Laurent de JussieuB.Nord. : Rune Bertil NordenstamDesf.: Desfontaine

Le Binôme

L'IPNI (International Plant Names Index) recense plus de 44000 noms d'auteurs en 2015

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Exemple d'une recherche sur internet (Google 21/01/2017 à 21:00)•Arbutus unedo L.: 234,000 réponses• Strawberry tree : 1,510,000 réponses•Arbousier: 253,000 réponses

Intérêt de la nomenclature scientifique

Dans un article scientifique, quelle que soit la langue utilisée, les plantes doivent toujours être citées selon la nomenclature binomiale.

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Les noms latins sont le plus souvent d'origine latine, mais également très souvent grecque, parfois arabe (Alkekangia, Borago), française (Amelanchier), japonaise(Akebia, Tsuga, Ginkgo), indienne (Yucca)…

Morphologie album (blanc), tenuifolium (à feuilles etroites), bifolia (à 02 feuilles),…

Moment de floraison vernalis (printemps), autumnale (autumn), aestivalis (été), hiemale (hiver), majalis (mai)

Origine algeriensis, sinensis, pratensis (prés), montana(montagne), glacialis (glaciers), sativa (cultivé),…

Propriétés de la plante urens (brûlant), officinalis (officinal), graveolens(odeur désagréable),…

Les noms d'espèces sont souvent basés sur une caractéristique de la plante

Noms de Genres souvent basés sur des noms de personnages célèbres dont de nombreux botanistes

Adansonia, Aubrietia, Bauhinia, Begonia, Bougainvillea, Camallia, Davidia, Decaisnea,Forsythia, Fuchsia, Gardenia, Gaultheria, Lamarckia, Linnaea, Lobelia, Lonicera, Magnolia, Nicotiana, Paulownia, Robinia, Rudbeckia, Sequoia, Sternbergia, Tradescantia, Welwitschia, Zinnia…..

La nomenclature botanique scientifique obéit à des règles très précises et très strictesqu'il est impératif de respecter dans toute publication scientifique.Ces règles sont révisées tous les 6 ans par un Congrès International de Botanique qui réunit plusieurs milliers de botanistes du monde entier (surtout des anglo-saxons)1867 Paris (1er congrès)…………………………………1993 Yokohama1999 Saint Louis2005 Vienne2011 Melbourne, XVIII ème congrès2017 Shenzhen (Chine)

Le 1 er Code International de Nomenclature Botanique (CINB) concernant les plantes sauvages est rédigé et approuvé à l'occasion des congrès de 1900 et de 1905.Dernier code rédigé :International Code of Nomenclature for algae, fungi, and plants (Melbourne Code)adopted by the Eighteenth International Botanical Congress Melbourne, Australia, July 2011Ce document est consultable en ligne à l'adresse suivante :http://www.iapt-taxon.org/nomen/main.php

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Dates du début de la nomenclature moderne:Spermaphytes, Ptéridophytes, Champignons et Algues

1er mai 17531er tome “Species Plantarum ” de Linné.

Les mousses 1er janvier 1801

Les plantes fossiles 1828 (Alphonse Brongniard)

Changement des noms latins-Une meilleure connaissance de leur position systématique résultant d'études récentes.-La nécessité de changer une nomenclature contraire aux règles.

Ex:-Lychnis dioica appartient en fait au genre Silene et doit être nommé Silene dioica.-Convolvulus sepium s'appelle en fait Calystegia sepium

La cladistique a parfois un peu bousculé la classification au niveau des familles mais enprincipe les noms latins n'ont pas changé.Ex: le cacaoyer "a quitté" les Sterculiacées pour les Malvacées mais a gardé son nomTheobroma cacao

SynonymesTrès souvent, depuis 1753 plusieurs noms latins ont été attribués à des espèces qui ontété décrites par différents auteurs ignorant que ces espèces avaient déjà été nommées.On parle alors de synonymes. Le nom valide est alors le premier nom donné à partir de1753, à condition qu'il soit juste : c'est la "règle d'antériorité".

Exemple: La verveine odoranteAloysia citriodora Palau: par Palau en 1784Synonymes:Verbena triphylla L’Hér., 1788Zappania citrodora Lam., 1791Verbena fragrans Salisb., 1796Verbena citriodora (Lam.) Cav., 1801Aloysia citriodora (Lam.) Ortega, 1807Cordia microcephala Willd.,1819Lippia triphylla (L’Hér.) kuntze, 1898Aloysia triphylla (L’Hér.) Britton, 1925Aloysia sleumeri Moldeke, 1964

Actuellement, il est possible d'effectuer une recherche de synonymie sur World check list(Kew Gardens, London): http://apps.kew.org/wcsp

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Homonymes: Le même nom (genre+ espèce) pour des espèces différentes.

Convallaria bracteata Dulac =Convallaria majalis L., Fam.:

Liliacées

Convallaria bracteata Thomas =

Polygonatum multiflorum (L.) All., Famille: Liliacées

Le muguetle sceau de salomon commun

Règles générales

*Quand il y a 2 mots pour le nom d'espèce, soit ils sont liés soit il y a un trait d'union,Exemple: Arctostaphylos uva-ursi ; Acer pseudoplatanus

*Pour nommer une sous espèce on utilise l'expression ssp. ou subsp.Exemple: Lotus corniculatus ssp. Alpinus

*Pour une variété on utilise l'abréviation var.Exemple: ex des choux, Brassica oleracea L.

Brassica oleracea var. botrytis L.Brassica oleracea var. capitata L.Brassica oleracea var. gemmifera Zenker L.Brassica oleracea var. italica Plenck L.

*Pour nommer un hybride on utilise le signe xExemple: Mentha x piperita

* Un nom de genre suivi de sp. signifie "une espèce de ce genre sans autre précision.*Un nom de genre suivi de spp. signifie "toutes les espèces de ce genre.

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* Quand une espèce est transférée dans un autre genre, le nom d'espèce est conservé.Exemple: Geranium peltatum L. (géranium lierre) est devenu Pelargonium peltatum (L.) L'Hér.

##sauf si##1/Ce nom d'espèce est déjà utilisé dans ce genreExemple: Spartium biflorum Desf. est devenu Cytisus fontanesii Spachcar il existait déjà une espèce valide appelée Cytisus biflorus L'Hér.2/ Il crée une tautonymie.Exemple: Arum dracunculus L. (1753), déplacé dans le genre Dracunculus est devenuDracunculus vulgaris Schott. (1832).(La tautonymie est autorisée en zoologie. Exemple: Rattus rattus , le rat noir).

*Une espèce doit toujours être nommée par son binôme et il n'existe qu'une seule espèce portant ce binôme (principe de l'unicité).

* Certains genres ne comptent qu'une seule espèce ils sont dits monospécifiques,ex Ginkgo avec une seule espèce, Ginkgo biloba.

* Une Famille comprend plusieurs genres. Son nom est construit à partir du nom d'un de ses genres, nom auquel on ajoute la terminaison –aceae (en latin), -acées (en français).

*Tolérance : il y a 08 familles pour lesquelles on tolère l'utilisation de leur nom ancien à cause d'une habitude très ancrée chez les botanistes.

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Pour que le nom d'une nouvelle espèce soit validé il faut:déposer un spécimen de référence dans un herbier,

écrire une description en latin (et en anglais depuis Melbourne 2011),

respecter toutes les règles du code de nomenclature pour le nom

publier sur support papier dans une revue accessible aux botanistes ou

sur support numérique (ISSN/eISSN).

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5.1- Les algues







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1/ Caractéristiques des végétauxA/ La cellule végétale

EVOLUTION DU MONDE VEGETAL

B/ Les tissus végétaux

MéristèmesI & II

Tissus protecteurs

Tissus de soutienTissus de réserve

Tissus conducteurs

Tissus de sécrétion

Différenciation et spécialisationMultiplication

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C/ La multiplication végétative (multiplication non-sexuée)

-Phénomène de la Totipotence cellulaire-notion de clone?- Propriété utilisée dans le cas du bouturage et du microbouturageet pour la multiplication de plantes stériles.

D/ Métabolisme

-Les végétaux sont autotrophes-Chloroplaste: photosynthèse

photonsnCO2 + nH2O (CHOH)n + O2

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*Cas particuliers-Plantes carnivores (ou plutôt insectivores)autotrophes mais complément azoté et minéral à partir de la digestion d'insectes.-Végétaux parasitespas de chlorophylle donc pas de photosynthèse (ex. cuscute qui produit des haustoriums qui s'insèrent dans le système vasculaire de l'hôte.)-Végétaux semi ou hémi-parasiteschlorophylle donc photosynthèse mais pas de racines (ex. gui qui ne possède pas de racines mais se fixe sur un arbre hôte dont elle absorbe la sève à travers un ou es suçoir(s))

Dionaea muscipula

Un acacia couvert de cuscute

-Symbiose: association à bénéfices réciproques 2 ou plus de 2 êtres vivants (ex. orchidées, légumineuses) 80% des Angiospermes sont symbiotiques aux mycorhizes

Touffe de gui sur un peuplier

Viscum album

E/L'immobilismeLes végétaux ne se déplacent pas, mais sont capables de coloniser:- dispersion au niveau des spores (Bryophytes, Ptéridophytes), des graines (Spermaphytes), ou des fruits (Angiospermes)-colonisation par rhizomes (tiges souterraines ex. muguet: Convallaria majalis) par stolons (tiges rampantes s'enracinant ex. fraisier: Fragaria vesca)-dispersion par fragmentation de l'appareil végétatif

Parfois sont mobiles !!!: vrilles, …

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Notions d'évolution du monde végétal

Echelle des temps

âge de la Terre : 4,5 Milliards années

1ère fossiles IdentifiablesFossiles des cyanophytes(roche: stromatolites)

Environ 4 Milliards années

-146-65: Crétacé

Libération oxygène

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La PaléobotaniqueEtude des plantes fossiles

Fossilisation: rare que les fossiles animaux (squelette osseux)• milieu très humide•Pauvreté en oxygène•Sédimentation rapide

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Microfossiles Spores et pollens dans les roches sédimentaires

Macrofossilesdébris végétaux visibles à l'œil nu

empreintes: traces laissées par des fragments, puis disparition de la matière végétale

pétrification: matière végétale remplacéepar matière minérale (ex. silice)

Problème: dénomination multiple de partie reproductrice et végétative (mm plante?)

Flores successives

Date d’apparition d'un groupe végétal

MA: millions d’années

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L'ère La florePrécambrien -vie uniquement dans les océans

-au début, seulement traces d'activité biologique-prépondérance de procaryotes-absence de reproduction sexuée (grande partie)-fin: tous les groupes d'algues sont représentés

I aire -début, uniquement fossiles d'algues-découverte de spores de plantes terrestres-premiers fossiles végétaux terrestres complets dans roches du Silurien (fougères)-Carbonifère: Ptéridophytes arborescentes (dépôts de charbon)-fin: premiers fossiles de Gymnospermes

L'ère La floreII aire -régression des Ptéridophytes

-extension des Gymnospermes-fin du Jurassique, vers -140MA : "apparition brutale" des Angiospermes.

III aire -régression des Ptéridophytes et des Gymnospermes-très large domination des Angiospermes

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L'évolution du monde végétal

Emergence

Représentation schématique de la succession des différentes flores terrestres

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évolution possible grâce à la formation de tissus et d'organes permettant:

d'aller chercher l'eau dans le sol

de l'acheminer dans le reste de la plante

de contrôler l'évaporation

d'assurer la reproduction hors de l'eau

d'assurer la dispersion de l'espèce

Au niveau des grands groupes végétaux, tout caractère permettant une meilleure adaptation au milieu aérien est considéré comme un critère d'évolution

1/Formation de nouveaux tissus*Tissus de protection (épiderme et suber)*Tissus de soutien (sclérenchyme et collenchyme)*Tissus conducteurs (bois et liber).2/mise en place de nouveaux organes* Racines: eaux + sels minéraux dans le sol*Tiges: concurrence pour la lumière*Feuilles: synthèse organique (photosynthèse)*Stomates: structures bi-cellulaires régulant échanges gazeuxet évaporation.3/évolution au niveau de la reproduction*jusqu’à la fin du 17ème siècle reproduction sexuée des végétaux ignorée.*Fin du XVIIème siècle (1694) Camerarius: démonstration expérimentale de la reproduction sexuée chez les plantes.

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A/ Cycle théorique de reproduction des végétaux

Cycle digénétique, hétéromorphe(alternance de générations, haplodiplophasique)

Méiose: passage de la cellule de 2n à 04 cellule à n chromosome (réduction

chromatique).

Spore (à n chromosomes): cellule résultant de la méiose. En se développant elle

donne le gamétophyte sur lequel se forme les organes reproducteurs qui donnent les

gamètes males (anthérozoïdes) et femelles (Oosphère).

Fécondation: fusion de 02 gamètes pour donner un zygote permettant le retour a

l'état diploïde. L’œuf se développe pour donner le sporophyte. Celui-ci formera des

cellules mères.

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B/ Réduction temporelle et spatiale de la phase haploïde-le cycle de reproduction est théorique, dont les deux phases sont signalées de même importance.-En allant des bryophytes aux angiospermes on observe une diminution de la phase haploïde au niveau de la durée.

Réduction dans la taille

-Bryophytes aux spermatophytes: la taille de la partie diploïde augmente

considérablement.

Bryophytes: haploïde: plante feuillée / diploïdes: structure vivant en parasite

Ptéridophytes: haploïde: prothalle (petite lame microscopique)/ diploïdes: plante

feuillée (arborescente chez certaines espèces).

spermatophytes: haploïde: qq cellules constituant le sac embryonnaire dans l'ovule

(femelle) & le grain de pollen (mâle) / diploïdes: plante depuis la fécondation.

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C/Endoprothalie-Chez les bryophytes et les ptéridophytes: les spores issues de la méiose germent

en dehors de la structure qui les a formées (sporange).

-Chez les spermatophytes: la spore germe à l'intérieur de la structure d'origine

(nucelle).

**ce développement du prothalle femelle est appelé endoprothalie. (protection)

D/ Transport des gamètes mâles-Chez les bryophytes et les ptéridophytes: l’eau de milieu, gamètes flagellés.

-Chez les Cycadophytes et Ginkgophytes: sont à proximité du gamète femelle, ils

nagent dans un liquide secrété par la partie femelle (l’eau de milieu n'est pas

nécessaire).

-à partir des Coniférophytes: les gamètes males ne sont plus ciliés, sont amenés

directement par tube pollinique.

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E/ Protection de la descendance-Chez les premiers groupes: spores libérées dans le milieux.

-Chez les Cycadophytes et Ginkgophytes: protection du prothalle par

endprothallie.

-à partir des Coniférophytes: la fécondation conduit à la formation d'un embryon

accompagne de réserves.

-Les angiospermes: l'ovule est protégé dans l'ovaire, la graine est renfermé dans un

fruit. Chez certains angiospermes, le fruit est protégé à son tour. On parle de super-

angiospermie.

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5.1- Les algues







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Partie I:

Les groupes qui n’appartiennent pas au règne

des plantes

Chapitre 1: Les champignons

Cours 1: Généralités

Généralités

Les Champignons, encore appelés "Fungi" (du latin) ou mycètes (du grec (µύκης) mukês, champignon), constituent un large groupe diversifié qui possède des caractéristiques communes avec les plantes inférieures et les animaux inférieurs.

Ce sont des organismes eucaryotes. Ils possèdent une paroi peptido-polyosidiqueépaisse, de composition variable selon les groupes.

L’existence simultanée d’une paroi cellulaire périphérique et de vacuoles turgescentes dans le cytoplasme, les rapproche des végétaux. Mais l’absence de chloroplastes (et donc de chlorophylle) en fait, comme les animaux, des organismes hétérotrophes.

Leur substance de réserve est le glycogène comme pour les animaux alors que c'est l'amidon dans le cas des plantes.

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Caractéristiques généralesNutrition-hétérotrophes, non photosynthétiques, absorbotrophes

Pas de synthèse de carbone organiqueAssimilation matières organiques par absorption

morte : saprophytisme vivante : symbiotisme ou parasitisme

Appareil végétatif = thalle

-1/Thalle levuriforme (levures)UnicellulaireRond, ovoïde (4-6 × 6-8 µm)Division par bourgeonnement

Appareil végétatif = thalle

-2/ Thalle filamenteux (Le mycélium: nombreux filaments très fins et ramifiés)

Pluricellulairede qq. mm à plusieurs mÉlongation par l’apex (l’extrémité)

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Paroi cellulaire-Contient de la chitine, (cellulosecellulose chez les OomycètesOomycètes), polysaccharides et

protéines.

Etat nucléique-Eucaryotique-Multinuclée ou uninuclée

Homocaryotique = cellule ayant des noyaux génétiquement identiquesHétérocaryotique = cellule ayant deux ou plusieurs noyaux légèrement différents génétiquement.

-Haploïde, dicaryotique ou diploïdeHaploïde: (du grec aploos, simple et eidos, en forme de), une cellule qui contient des chromosomes chacun en un seul exemplaire (n chromosomes) – (1n)Dicaryotique: une cellule qui contient deux noyaux haploïdes génétiquement différents – (n + n).Diploïde: (du grec diploos, double et eidos, en forme de), une cellule qui contient des chromosomes par paires (2n chromosomes) –(2n).

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Cycle de vie- Simple à complexe avec alternance de phase haploïde et diploïde.

Anamorphe = forme asexuée de fructification – stade asexué (imperfect state)

Mitospore = spore formée au cours de la reproduction asexuée (mitose) – conidie &

sporangiospore

Téléomorphe : forme sexuée de fructification – stade sexué (perfect state)Meiospore = spore formée au cours de la reproduction sexuée (méiose) –

Holomorphe = champignon entier (the whole fungi)

-Le thalle végétatif domine le cycle de vie des champignons-Le thalle peut être haploïde, diploïde ou dicaryotique-La ploïdie du thalle est déterminé par la succession des événements suivants

Plasmogamie = fusion de celluleCaryogamie = fusion de noyauxMéiose = division

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Plasmogamienn + n

Méiose2nn

Caryogamien+n2n

Mitose

1 2 3 cycle de vie essentiellement haploïde

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Les types des cycles fongiques

Plasmogamienn + n

Méiose2nn

Mitose

Caryogamien+n2n

1 2 3 cycle de vie essentiellement dicaryotique

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1

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Plasmogamienn + n

Méiose2nn

Caryogamien+n2n

Mitose

2

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1

1 2 3 cycle de vie essentiellement diploïde


Mode de vie

Saprophyte: se développent sur la matière organique morte qu’ils la décomposent.

Parasite: Se développent dans les cellules vivantes et peuvent aller jusqu’à tuer celles-ci.Souvent pathogènes, provoquent des maladies, entraînent la mort (mildiou, oïdium chez les végétaux /Mycoses chez l’homme et les animaux)

Symbiotique: Mycorhize: association entre le mycélium d’un champignon du sol et le système racinaire d’une plante.Lichen: associations de champignons et de cyanobactéries ou d'algues vertes).Symbiose avec des animaux: les champignons aident ainsi les termites à digérer la cellulose.

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5.1- Les algues







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Partie I:

Les groupes qui n’appartiennent pas au règne

des plantes

Chapitre 1: Les champignons

Cours 2: Classification des champignons

Classification des champignons

Jusqu’au 1 er Janvier 2013, l’article 59 du CINB permet de donner deux noms différents à un même champignon pour décrire:1/ Son état de reproduction asexué (anamorphe)2/ Son état de reproduction sexué (téléomorphe)

Les champignons dont on ne connaît pas le téléomorphe sont classé dans les Deutéromycètes

Il peut donc y avoir existence d’un double système de nomenclature

AUJOURD’HUI: ONE FUNGUS = ONE NAME (Congrès de Melbourne: Juin 2011)1/ Latin ou anglais: à partir du 1 er janvier 2012: description de nouvelle espèce en latin ou anglais2/ Un champignon, un nom: pendant 1 siècle possibilité d’avoir deux noms pour un même organisme, Aujourd’hui ( depuis le 1er janvier 2013): un seul nom

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A/ Rangs taxinomiques des champignons-le domaine (Eucaryotes,

Eucaryota)

-le règne (les champignons,

Fungi, Mycètes, Mycota).

-Catégories physiologiques:

*Forme spéciale (forma

specialis, f. sp.)

* Race physiologique (cultivar,

cv)

*Individu

-En cas de reclassement:Peziza aurantia Fries reclassé

dans le genre Aleuria

devient Aleuria aurantia (Fries)

Fuckel.

Taxon Terminaison exemple

Division (phylum)Subdivision

-mycota-mycotina

EumycotaBasidiomycotina

Classesous-classe

-mycetes-mycetideae

HymenomycetesHolobasidiomycetideae

Ordresous-ordre

-ales-ineae

Agaricales

Famillesous-famille

-aceae-oideae

Agaricaceae

Tribusous-tribu

-eae-inae

Agariceae

GenreSous-genreSection

///

Agaricus L.

EspèceSous-espèce (subsp.)

//

Agaricus campestris L.

Variété (var.) Agaricus campestrisvar. edulis

Forme (f.)

Plasmode: Cellule à plusieurs noyaux ,formée par une cellule qui a subi une division nucléaire non accompagnée de division cytoplasmique

Incertae sedis : est une expression latine utilisée en nomenclature botanique pour indiquer que la position d'un taxon est incertaine; plus généralement: description d'espèces qui restent encore en position systématique incertaine.

Définition de certains termes

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B/ Diversification des champignons1/Classification d’Ainsworth (Dictionary of fungi – 1971)

Règne: Fungi

Myxomycota EumycotaEmbranchements/Division

Classes Mastigomycotina Deutéromycotina

Zygomycotina Ascomycotina

Basidiomycotina

(présentent des plasmodes) (ne présentent pas de plasmode)

Ce premier règne des champignons comprenait un certain nombre d'organismes qui, par la suite, ont été replacés dans d'autres règnes:* Les Oomycètes et les Hyphochytridiomycètes (Classes de Mastigomycotina) qui sont maintenant classés dans les Straménopiles (ou Hétérokontes).* Les Myxomycota qui sont maintenant classés dans plusieurs règnes.

2/Classification actuelleRègne: Fungi

(Mycota)Chytridiomycotaou

Chytridiomycètes

Zygomycotaou

Zygomycètes

Ascomycotaou

Ascomycètes

Basidiomycotaou

Basidiomycètes

Glomeromycotaou

Gloméromycètes

5 Embranchements(Divisions, Phylums)

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Chytridiomycota ou Chytridiomycètes01Sont considérés par la phylogénie comme la base évolutive des champignons la plus ancienne, ancêtres de tous les autres champignons.Ils sont saprophytes ou parasites (plantes/insectes), dégradant la chitine et la kératine.Ce sont aussi les seuls champignons dont les spores (zoospores) portent un flagelle leur permettant de nager, ce sont d'ailleurs les seuls organismes classés dans les mycètes à posséder ce type de spores.La plupart sont aquatiques, et surtout présents dans les eaux douces.Le thalle ne forme pas un vrai mycélium.Certaines espèces sont unicellulaires.

L'ensemble de ces caractéristiques laisse penser que ce groupe, mais aussi tous les champignons pourraient avoir une origine aquatique plutôt que terrestre.

TaxinomieLe nom fait référence au chytridium (du grec chytridion signifiant « petit pot »), la structure renfermant les spores.

Cette division regroupe les espèces à spores uniflagellées et paroi cellulaire chitineuse de l'ancienne division des Mastigomycotina, qui chevauchait deux règnes, aujourd'hui séparée en Chytridiomycota (Fungi) et Chromista (algues).

Dans les classifications antérieures, les chytrides (à l'exception des ordres récents des Neocallimastigales et des Spizellomycetales) étaient placés dans la classe des Mastigomycota

02 classes:Classe Chytridiomycetes

•ordre Chytridiales•ordre Spizellomycetales•ordre Rhizophydiales

Classe Monoblepharidomycetes•ordre Monoblepharidales

Chytridiomycota ou Chytridiomycètes01

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Pathogénicité

Batrachochytrium dendrobatidis, est connue pour causer la chytridiomycose, une maladie infectieuse qui décime des amphibiens dans plusieurs régions du monde, en bloquant leurs organes respiratoires (Australie et à Panama).

D'autres espèces peuvent s'attaquer au maïs, à la luzerne, phytoplanctons marins.

Chytridiomycota ou Chytridiomycètes01

Chytridiomycota ou Chytridiomycètes01Exemples

règne Fungi (Mycota) Fungi (Mycota)Division Chytridiomycota ChytridiomycotaClasse Chytridiomycetes ChytridiomycetesOrdre Chytridiales SpizellomycetalesFamille Chytridiaceae SpizellomycetaceaeGenre Phlyctochytrium Spizellomycesespèces Phlyctochytrium aureliae Spizellomyces punctatus

Ordre ChytridialesFamille ChytridiaceaeFamille ChytriomycetaceaeFamille CladochytriaceaeFamille EndochytriaceaeFamille NowakowskiellaceaeFamille SeptochytriaceaeFamille Synchytriaceae

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Chytridiomycota ou Chytridiomycètes01Exemples

Règne Fungi FungiDivision Chytridiomycota ChytridiomycotaClasse Chytridiomycetes MonoblepharidomycetesOrdre Rhizophydiales MonoblepharidalesFamille Rhizophydiaceae MonoblepharidaceaeGenre Batrachochytrium Monoblepharisespèces Batrachochytrium dendrobatidis Monoblepharis cornu

Zygomycota ou Zygomycètes02Ils doivent leur nom à leur mode de reproduction sexuée, qui se fait par cystogamie avec formation de zygospores (du grec ancien zugos = couple).

Très discrets et de taille le plus souvent microscopique.

Sont des champignons à spores dépourvues de flagelles.

Les cellules ne sont pas séparées par des cloisons, leurs hyphes étant cœnocytiques ou siphonnés, avec de nombreux noyaux dans un même siphon.

Ces champignons sont également caractérisés par une abondante reproduction asexuée et une croissance rapide qui leur permettent de coloniser rapidement leur milieu.

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TaxinomieLes Glomales, précédemment placées dans les Zygomycota, sont aujourd’hui réparties en quatre ordres et classées dans la division des Glomeromycota.

02 classes (MycoBank):-Classe Zygomycetes

•ordre Dimargaritales•ordre Endogonales•ordre Entomophthorales•ordre Mucorales•ordre Zoopagales

-Classe Trichomycetes•ordre Amoebidiales•ordre Asellariales•ordre Eccrinales•ordre Genistellales•ordre Harpellales•ordre Kickxellales

Zygomycota ou Zygomycètes02

Gerald L. Benny, « Current systematics of Zygomycota with a brief review of their biology », In: J.K. Mishra, J.P. Tewari et S.K. Deshmukh(éditeurs), Systematics and evolution of Fungi, Science Publishers, 2012, 412 p. p. 55-106


Cycle de vie

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Exemples

Zygomycota ou Zygomycètes02règne Fungi FungiDivision Zygomycota Zygomycota

Subdivision Mucoromycotina KickxellomycotinaClasse Zygomycetes KickxellomycetesOrdre Mucorales AsellarialesFamille Mucoraceae

Rhizopodaceae (selon IndexFungorum)

Asellariaceae

Genre Rhizopus Asellariaespèces Rhizopus stolonifer Asellaria caulleryi

Genre AsellariaAsellaria armadillidii, Asellaria aselli,Asellaria caulleryi, Asellaria dactylopusAsellaria gramenei, Asellaria jatibonicuiAsellaria ligiae, Asellaria saezii, Asellariascutigerae, Asellaria spirostrepti, Asellaria unguiformis


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Ascomycota ou Ascomycètes03Ils doivent leur nom du grec ancien ἀσκός (askos), signifiant "sac").

Champignons microscopiques, spores non mobiles appelés Ascospores.

Certaines espèces sont asexuées (pas d’ascospores)

Un groupe monophylétique

Source de plusieurs composés importants: antibiotiques, truffe, levure de pain, levure de bière, …

Certaines espèces sont pathogènes pour l’homme et les plantes

Certaines espèces sont des organismes modèles en biologie: Neurospora crassa, plusieurs especes de levure, Aspergillus,…

Les espèces Penicillium sont utilisées en fromagerie et production d'antibiotiques

Caractéristiques des Ascomycota• morphologie complexe: unicellulaire à structure complexe•Inclut 2000 genres identifiés et plus de 3000 espèces.•Caractère commun: présence de structure reproductive (Asque)•Env. ½ des ascomycètes forment des associations symbiotiques avec les algues (Lichen)•La majorité sont terrestres ou parasites, quelques unes sont marines ou adaptées aux eaux douces•La paroi: chitine + β-glucanes•Hyphe septé avec des pores assurant la continuité cytoplasmique dans un hyphe.•Caractère unique (chez la majorité): présence de corps de Voronine(Woronion bodies) dans les deux faces des septes (contrôle des pores, blocage en cas de rupture pour garder le cytoplasme).

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Reproduction asexuée1/ Formation des conidies-conidie: spore haploïde asexué non mobile (conidiospores /mitospores)-Conidiospore: avec un seul noyau, résultant de divisions mitotiques.-production par hyphe spécialisé: les conidiophores-Dispersion par le vent, l'eau, animaux

2/ Bourgeonnement-Formation d'un cercle de chitine dans la région de bourgeonnement pour renforcer et stabiliser la paroi-Intervention de l'activité enzymatique, pression d'invagination-Apparition d'une nouvelle cellule

Reproduction sexuée-résulte à la formation d'asque (meiosporangium) contient des spores produits par méiose-les spores sont nommés: Ascospores-début: appariement de deux hyphes (homothallique ou hétérothallique)-hyphe fin (trichogyne) de gametangium 1 (ascogonium), s'unit avec l'autre gametangium (antheridium)-le noyau de antheridium (mâle) migre vers l'ascogone (femelle) avec plasmogamie-début de période dicaryotique (hyphe fertile ou ascogonium) porté par hyphe stérile.-03 sections de l'hyphe fertile U (supérieur et inferieur stérile/ intermédiaire fertile)

-Caryogamie dans hymenium(partie de U fertile)-Formation de zygote

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Cas particulier

Cycle de vie de Saccharomyces cerevisiae.

milieu favorablem

ilieu

déf

avor

able

Taxinomie 03 sous divisions:

-1/Pezizomycotina-Arthoniomycetes-Coniocybomycetes-Dothideomycetes-Eurotiomycetes-Geoglossomycetes-Laboulbeniomycetes-Lecanoromycetes-Leotiomycetes-Lichinomycetes-Orbiliomycetes-Pezizomycetes-Sordariomycetes-Xylonomycetes

-Ordres non placés: Lahmiales; Itchiclahmadion; Triblidiales

2/ SaccharomycotinaSaccharomycetes

3/TaphrinomycotinaArchaeorhizomycesNeolectomycetesPneumocystidomycetesSchizosaccharomycetesTaphrinomycetes

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Exemples

Ascomycota ou Ascomycètes03règne Fungi FungiDivision Ascomycota AscomycotaSubdivision Pezizomycotina SaccharomycotinaClasse Eurotiomycetes SaccharomycetesOrdre Eurotiales SaccharomycetalesFamille Trichocomaceae

SaccharomycetaceaeGenre Penicillium Saccharomycesespèces Penicillium roqueforti Saccharomyces cerevisiae

Exemples

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Basidiomycota ou Basidiomycètes04Regroupe la plupart des espèces désignées dans la langue courante par le terme champignon.Ils sont caractérisés par des spores formées à l'extrémité de cellules spécialisées, les basides.Sont couramment appelés «champignons à chapeau».

Anciennement tous les Basidiomycota étaient appelés Basidiomycètes, une classe invalide créée en 1959 en parallèle avec celle des Ascomycètes, mais ces deux classes ne sont plus reconnues.

Les termes « Basidiomycètes » et « Ascomycètes » sont fréquemment utilisés en français pour désigner les Basidiomycota et Ascomycota

L'embranchement était précédemment réparti en 03 grandes classes:Homobasidiomycetes: basides non cloisonnéesPhragmobasidiomycetes: basides cloisonnéesTeliomycetes: basides cloisonnées transversalement (les rouilles).

Basidiomycota ou Basidiomycètes04Cycle de vie1/ Cycle asexué

Des spores asexuées (appelées conidies) se forment à partir des filaments mycéliens par simple multiplication cellulaire. La reproduction asexuée joue cependant un rôle plus secondaire que chez les Ascomycètes.

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Cycle de vie2/ Cycle sexué

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2

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Étape 1 : Deux mycéliums haploïdes de types sexuels opposés subissent

la plasmogamie.

Étape 2 : Un mycélium dicaryote se forme.

Étape 3 : La carence conduit le mycélium dicaryote à former des masses compactes

qui deviennent des basidiocarpes

Étape 4 : La surface des lamelles du basidiocape est tapissée de cellules dicaryotes

terminales, les basides.

Étape 5 : la caryogamie a lieu dans les basides

Étape 6 : Quatre noyaux haploïdes, formation de quatre appendices.

Étape 7 : À maturité, les basidiospores sont éjectées

Les étapes du cycle sexué

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Basidiomycota ou Basidiomycètes04Taxinomie

En 2007, 03 subdivisions:-Les Agaricomycotina-Les Ustilaginomycotina-Les Pucciniomycotina

Classes non placés: Wallemiomycetes et Entorrhizomycetes n'appartiennent pour l'instant à aucun subphylum.

David S. Hibbett etl al.«A higher-level phylogenetic classification of the Fungi », Mycological Research, vol. III, n 5, 2 mars 2007, p. 509-547

Principalement des parasites des plantes (02 hôtes)

Env. 7.500 espèces

Basidiomycota ou Basidiomycètes

Division I

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Basidiomycota ou Basidiomycètes04 Division IIEndophytes, ectomycorhiziens, qq

lichens, …Pathogènes, opportunistes,

levuformes,…surtout des saprophytes qui dégradent la cellulose/lignine

>20.000 espèces

Division III

Principalement des parasites des plantes (un hôte)

Env. 1.000 espèces

Basidiomycota ou Basidiomycètes04

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Les parties d’un champignons basidiomycète

Exemplesrègne Fungi FungiSubdivision Pucciniomycotina Ustilaginomycotina Agaricomycotina

Classe Pucciniomycetes Ustilaginomycetes Dacrymycetes

Ordre Pucciniales Ustilaginales Dacrymycetales

Famille Pucciniaceae Ustilaginaceae Dacrymycetaceae

Genre Puccinia Ustilago Calocera

espèces P. striiformisP. graminis

U. maydis Calocera cornea f. cornea


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ExemplesBasidiomycota ou Basidiomycètes04

Division PucciniomycotinaAgaricostilbomycetesAtractiellomycetesClassiculomycetesCryptomycocolacomycetesCystobasidiomycetesMicrobotryomycetesMixiomycetesTritirachiomycetesPucciniomycetes (cette classecontient 5 ordres, 21 familles, 190 genre, and 8016 espèces)

Division AgaricomycotinaTremellomycetesDacrymycetesAgaricomycetes

Exemple de cycle à 2 hôtes

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Exemple de cycle à un hôte

Glomeromycota ou Gloméromycètes05ces champignons étaient autrefois classés dans l’ordre des Glomales parmi les zygomycètes (Zygomycota)

Ils constituent un groupe de champignons très peu connus du public mais écologiquement indispensables.

Ce sont des champignons mycorhiziens vivant en symbiose avec les racines d'un grand nombre de plantes (Environ 90 % des végétaux forment des telles associations symbiotiques avec des Gloméromycètes).

Environ 150 espèces décrites, mais il en existe vraisemblablement beaucoup plus.

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Taxinomie

01 classe (MycoBank):-Classe des Glomeromycetes

Ordre des ArchaeosporalesOrdre des DiversisporalesOrdre des GlomeralesOrdre des Paraglomerales

Glomeromycota ou Gloméromycètes05

Exemples

Glomeromycota ou Gloméromycètes05

Règne Fungi FungiDivision Glomeromycota GlomeromycotaClasse Glomeromycetes GlomeromycetesOrdre Diversisporales Glomerales

Famille Acaulosporaceae GlomeraceaeGenre Acaulospora / Ambispora Glomusespèces Ambispora brasiliensis Glomus ambisporum

Ambispora brasiliensis

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1/ Mycorhizes

Division: Glomeromycota

Taxinomie Division: Ascomycota

-1/Pezizomycotina-Arthoniomycetes-Coniocybomycetes-Dothideomycetes-Eurotiomycetes-Geoglossomycetes-Laboulbeniomycetes-Lecanoromycetes-Leotiomycetes-Lichinomycetes-Orbiliomycetes-Pezizomycetes-Sordariomycetes-Xylonomycetes

2/ Les lichens

30.000 espècesC’est un organisme composé, créé par la relation entre les champignons +les algues.Champignon presque toujours un Ascomycète (obligatoire)cyanobactérie ou algue verteLe lichen se développe sur les murs, les roches, les arbres, etc.Il rentre dans un état de dormance lorsqu’il n’a pas assez d’eau et recommence à pousser lorsqu’il a suffisamment d’eau.Il peut survivre à des conditions extrêmes de chaleur et de froid, mais pas aux vapeurs ni la fumée.

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•Algues vertes unicellulaires (80% des cas)•Algues bleues ou cyanophycées

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Les types des lichens

Crustose (en croute): pousse à plat et peut être incrusté dans l’écorce ou à la surface de roches. Le dessus est entièrement attaché.

Foliacé (en forme de feuilles): attaché par leur base avec les bords, souvent lobés et libres. Ils ressemblent à des feuilles émiettées.

Fruticuleux (commes des arbustres): pousse vers le haut de la surface à laquelle il est attaché à par sa base.

lichens filamenteux: sous-forme defilaments attachés par la base.

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Reproduction* Algue verte et Cyanobactérie: asexuées*Champignon: sexué (par spores)

multiplication* Soit végétative: par les fragments de thalle* Soit sexuée: spores du champignon rencontrant des cellules d'algue verte ou de Cyanobactérie compatibles

Caractéristiques / écologie des lichens

Pouvoir LITHOGENE = permet de s’installer en pionnier sur des substrats

difficiles

RESISTANCE aux températures extrêmes

REVIVISCENCE = capacité de vivre à l’état sec (vie au ralenti)

Ils sont partout! (déserts, neiges, bois, arbres,…)

absorption élevée des polluants gazeux et/ou dissous dans l’eau de pluie.

De nombreuses espèces disparaissent lorsque la qualité de l’air est dégradée

L’étude des associations permet d'indiquer la progression ou la régression de

la qualité de l’air

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Toby Spribille, Veera Tuovinen, Philipp Res, Dan Vanderpool, Heimo Wolinski, M. Catherine Aime, Kevin Schneider, Edith Stabentheiner, MerjeToome-Heller, Göran Thor, Helmut Mayrhofer, Hanna Johannesson, John P. McCutcheon (2016) Basidiomycete yeasts in the cortex of ascomycetemacrolichens. Science 29 juillet 2016: Vol. 353, Issue 6298, pp. 488-492 DOI: 10.1126/science.aaf8287

La symbiose lichénique se fait non pas entre une algue et un champignon comme on longtemps cru, mais généralement avec deux champignons, dont une levure basidiomycète.

En 2016: il faut en réalité dans la plupart des lichens un troisième partenaire (qu'on avait d'abord cru être un parasite des lichens) pour que l'association soit pérenne; il s'agit d'une levure basidiomycète; c'est cette levure qui est responsable de la forme du thalle du lichen et en partie de sa forme générale.

Basidiomycètes commepartenaire lichénique !

Classification

Les lichens se décomposent selon le schéma suivant :Classe: LichinomycetesSous classe des Ascolichenes: Les spores sont produites dans des asques (le champignons appartient au Ascomycota).

1-série des Pyrenocarpeae: Les ascocarpes ne s'ouvrent que par un pore, les thalles en général sont crustacés.2- série des Gymnocarpeae: Les ascocarpes plus ou moins largement ouverts, les thalles sont de tous les types.

A- Graphidineae : Les asques et les paraphyses se détruisent et forment avec les spores, dans l'ascocarpe, un amas pulvérulent (poudre). Le thalle est en majorité crustacé, ou fruticuleux.B- Cyclocarpineae : Les ascocarpes sont de forme arrondie. C'est le groupe le plus nombreux, où se trouvent tous les types de thalles.

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Classification

Classe: LichinomycetesSous-classe des Basidiolichenes: spores produites sur des basides (Le champignon appartient aux Basidiomycota); . Il y a seulement 3 genres qui appartiennent à Basidiolichens. Ce sont: Cora, Corella, Dictyonema. Moins de 20 espèces, toutes tropicales.

Documents

Plantes& Environnement€¦ · Plantes& Environnement Programme du module 1-Introduction 2-Notions et critères de classification des plantes 3-Évolution du monde végétal 4-Les