Diversité et évolution des plans d’organisation

TD3 : Diversité et évolution des plans d’organisation

1. Chez les angiospermes

Rappels : Tous les végétaux terrestres font partie de la lignée verte : groupe monophylétique dont l’origine est l’évènement d’endosymbiose secondaire ayant donné naissance au premier chloroplaste. Au sein de la lignée verte, on retrouve des unicellulaires (glaucophytes), des pluricellulaires marins (rhodo-, chloro- (Ulve) et charo-phytes) et le grand groupe qui nous intéresse : les embryophytes (ou cormophytes) = pluricellulaires terrestres.

Au sein de ces embryophytes, on retrouve actuellement plusieurs groupes nommés collectivement mousses (= bryophytes) et l’ensemble des végétaux terrestres avec des vaisseaux conducteurs (trachéophytes). Le groupe qui nous intéresse est celui des angiospermes, plantes à fleurs, appartenant au groupe des plantes à graines (spermatophytes) au sein des trachéophytes.

Chez tous les spermatophytes, on retrouve le même plan d’organisation constitué d’un système souterrain (racinaire) et d’un système aérien (caulinaire : tiges, feuilles, fleurs). La symétrie est radiaire, la croissance continue, par apposition d’unité de croissance = un nœud (point d’attache d’une feuille) et un entre nœud = un bourgeon axilaire + une tige.

Diversité des embryophytes au sein de la diversité connue (à mon avis il ne faut pas faire confiance à la zone « bactérie »), et diversité des différents groupes au sein des embryophytes. Deux groupes majeurs qui constituent les angiospermes = eudicotylédones et monocotylédones.

Deux groupes avec des caractéristiques propres : graine à 2 ou 1 cotylédon ; dicots : port arborescent et croissance en largeur ou monocots : plantes vivaces rarement arborescentes (exception, palmiers), pas de croissance en largeur des tiges, pas ou peu de ramification ; nervures des feuilles ramifiées ou parallèles (pas de ramif chez les monocots) ; tronc avec croissance secondaire du xylème (croissance en largeur) ou monocots : faisceaux (xyl+phlo) éparses dans l’épaisseur du tronc, pas de croissance secondaire ; réseaux racinaire le plus souvent pivotant ou fasciculé.

QUELQUES ADAPTATIONS CHEZ LES ANGIOSPERMES

Q1 : le houx Ilex aquifolium

Reprenez vos observations de TP pour légender la coupe histologique présentée :

a : épiderme supérieur        ; b : épiderme inférieur        ; c : parenchyme lacuneux; d : parenchyme chlorophylien; e : faisceau conducteur secondaire; f : xylème; g : phloème; h : faisceau conducteur principal.

Le houx est-il est une mono- ou di-cotylédone (justifier)? Dicot : les nervures sont ramifiées.

Positionner sur la photo le plan de coupe présenté. Quel type de plan de coupe est-ce ?

Coupe transversale = perpendiculaire au plus grand axe de la feuille.

Q2 : le laurier rose Nerium oleander

Le laurier rose est-il est une mon- ou di-cotylédone (justifier)? Dicot, idem + ramification des tiges.

Repositionner les légendes précédentes sur la coupe présentée.

Quelles sont les particularités histologiques de la feuille de laurier rose (les petites flèches noires pointent vers les stomates) ? Face sup : épiderme sup. renforcé par une couche de cellules à la paroi épaisse; Face inf. : couche de cellules à la paroi épaisse + présences de cryptes à la surface inférieure de la feuille, avec présence dans ces cryptes de filaments (trichomes = cellules allongées de l’épid. inf. limitant la circulation de l’air dans les cryptes) + les stomates.

Ces particularités correspondent à une adaptation à un milieu particulier. Proposez des hypothèses et expliquez. Adaptation de la surface d’évapotranspiration contre la sécheresse. 

Q3 : l’oyat, Ammophila arenaria

L’oyat est-il est une mon- ou di-cotylédone (justifier)? Monocot = nervures parallèles.

Légendez a : épid. inf. cutinisé; b : trichome; c : crypte.

Ces particularités correspondent à une adaptation à un milieu particulier. Proposez des hypothèses et expliquez. Voir sup + feuille refermée totalement pour ultra-limiter la circulation de l’air au niveau des cryptes. La fonction des faces inf. et sup. sont échangées (stomates en face sup.).

Q4 : l’oyat, Ammophila arenaria

Que vous apprend le schéma sur les particularités de la feuille d’oyat ? Capable de s’ouvrir et de se refermer en fonction de l’humidité de l’air.

Localisez les cellules bulliformes sur la coupe histologique. Cellules roses de l’épiderme inf. dans le fond des cryptes.

Quel peut être le processus à l’origine de la modification de forme des cellules bulliformes, et qui implique la fermeture ou l’ouverture de la feuille d’oyat ? Mouvement d’eau (osmose) et turgescence plus ou moins forte qui force la pliure (sécheresse, turgescence diminue dans les cellules bulliformes = repli).

Q5 : une plante carnivore... Nepenthes

D’après les photos présentées, à partir de quel organe de la plante sont formés les pièges de cette plante carnivore ? L’extrémité de la nervure principale, donc une partie de la feuille.

Q6 : une autre plante carnivore... la dionée attrape-mouche Dionaea muscipula (plante endémique de la Caroline (tourbières à sphaigne, pH 3.5 à 4.9)

D’après les photos présentées, à partir de quel organe de la plante sont formés les pièges de cette plante carnivore ? Feuille (extrémité).

Localisez la surface digestive et les poils sensitifs. Digestive en rouge sur la face sup, trois poils sensitifs par demi-feuille.

Retrouvez ces structures en coupe histologique. Quelle est la particularité des cellules du parenchyme de la face supérieure de la feuille ? Cellules avec grosses vacuoles.

Quel peut être le mécanisme de fermeture du piège chez la Dionée ? Turgescence des cellules sous la surface sup, comme pour les bulliformes.

Analysez les résultats présentés dans les graphes A et B. En A : distance entre les lobes en fonction du temps dans 2 cas de températures = tempo de la fermeture du piège après stimulation électrique: plus rapide à 20 (température physiologique en Caroline !). En B : la même chose mais on évalue la vitesse de fermeture à partir du changement de distance entre les lobes : on voit que le tps de réaction est le même mais la fermeture n’est pas aussi efficace.

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