Les plantes sauvages, une réussite évolutive face aux contraintes de la vie fixée
Auteur
Cette fiche s'inscrit dans le sous thème : de la plante sauvage à la plante domestiquée
Introduction
Les plantes à fleurs (angiospermes) existent depuis plus de 170 millions d'années, et se sont diversifiées et répandues sur terre.
Comment, malgré une vie fixée au sol, les végétau parviennent-ils à se nourrir, se protéger, se reproduire, se disperser ?
I - L'architecture végétale et son adaptation à certaines contraintes
a) De grandes surfaces d'échanges
Les plantes terrestres sont adaptées à la vie fixée en développant de grandes surfaces d'échange entre les deux milieux :
- -Leurs racines absorbent l'eau + ions du sol grâce à des ramifications, des poils absorbants et des symbioses racinaires
- -Leurs feuilles -> exposition à la lumière, approvisionnement en CO2
b) Des systèmes permettant la circulation de matière nutritive au sein de la plante
Des tissus conducteurs de sève permettent la circulation de matière dans la plante :
- -Vaisseaux de xylème : sève brute, des racines aux feuilles
- -Tubes de phloèmes : sève élabroée (contient les produits de la photosynthèse), des feuilles vers les organes de la plante
c) Le développement du végétal
Développement = croissance et sa différenciation en organe (tige, feuilles, racines, fruits...) Il aboutit à la mise en place d'unités répétitives : les phytomères. C'est un noeud où il y a des feuilles, un entre-noeud, une feuille, et un bourgeon axillaire !
La croissance = multiplication + élongation.
La multiplication se fait par mitoses, dans des zones appelées méristèmes, à l'extrémité des tiges et racines.
Rq : c'est le méristème apical de la tige qui met en place les phytomères
L'élongation est une augmentation de la longueur des cellules.
Le développement est contrôlé par des hormones (auxine, cytokines...) et est influencé par l'environnement (lumière, vent...)
II - La photosynthèse, production de matière organique (M.O) et devenir
a) Réception d'énergie lumineuse
Essentiellement les feuilles produisent de la M.O par photosynthèse. L'énergie lumineuse est captée par des pigments chlorophylliens (absorbent dans le bleu et le rouge).
Equation de la photosynthèse :
6 CO2 + 6 H2O ===> C6H12O6 + 6 O2
b) Transformation en énergie chimique (M.O)
La photosynthèse se déroule en deux phases :
- -Phase photochimique/claire : nécessite de la lumière
- -Phase non photochimique/sombre : ne nécessite pas de lumuère directement
C'est une réaction d'oxydo-réduction avec oxydation de l'eau H20 (phase claire) et une réduction du CO2 en M.O (phase sombre) qui se déroule dans les chloroplastes, dans la membrane des thylakoïdes.
Phase claire : l'énergie lumineuse est captée par la chlorophylle, puis utilisée pour oxyder l'eau en O2. Les électrons et protons libérés constituent une forme d'énergie convertie en énergie chimique = co-enzymes réduits (NADPH + H+) et ATP.
Phase sombre : les produits de la phase claire permettent une réduction du CO2 en M.O (dont glucose et autre sucres) au cours du cycle de Calvin (dans le stroma des chroloplates !)
c) Devenir de la M.O
Les produits circulent dans les organes, où ils sont métabolisés grâce à des enzymes en diverses molécules pour permettre :
- -Croissance et résistance
- -Stockage de la M.O sous forme de réserves (tubercules par ex pour la pomme de terre), permettant de résister aux mauvaises conditions et assurer la reproduction
III - Reproduction et dispersion
a) La plante se reproduit et colonise des milieux sans fécondation
Beaucoup de plantes se reproduisent de manière asexuée grâce à la totipotence (= capacité de se dédifférencier et redifférencier), ainsi que leur capacité de croissance indéfinie (=poursuivre leur croissance à partir de nimporte quel organe).
Ainsi, les plantes peuvent générer des clônes génétiquement identiques => colonisation rapide du milieu.
b) Reproduction de manière sexuée
1) La fleur contient les organes de la reproduction sexuée
La fleur est organisée en enveloppe concentrique et comporte deux parties stériles (sépales et pétales), et des pièces fertiles mâles et femelles (étamines et carpelles du pistil).
La majorité des angiospermes sont hermaphrodites !
Dans les étmaines et carpelles = grains de pollen et ovules, qui contiennent eux les gamètes mâles et femelles.
La fécondation peut se produire quand un grain de pollen est déposé sur le stigmate d'une fleur de la même espèce = pollinisation.
La germination d'un tube pollinique dans le style permet d'entrainer le gamète mâle vers l'ovule.
Il est peu fréquent qu'une plante puisse se féconder elle-même, dû à des incompatibilités anatomiques et génétiques.
c) La contribution d'agent pollinisateurs
La fécondation implique une mobilité des grains de pollen. Ils sont transportés...
- -Par le vent (pollen léger et abondant)
- -Par les insectes, avec un mécanisme attractif de la fleur (couleur, odeur)
d) Evènements suite à la fécondation
La paroi de l'ovaire se transofrme en fruit. Les ovules deviennent des graines, parfois protégées par un noyau.
e) Les graines permettent une colonisation du milieu
La graine possède une enveloppe résistante (tégument), qui contient un embryon et des réserves organiques, permettant le développement d'une future plante à la suite d'une germination.
Il faut pour cela une phase d'hydratation à une température optimale.
La dispersion des graines est aussi une étape de mobilité, grâce à :
- -Un mutualisme animal disperseur/plante (poils, tube digestif des animaux qui mangent les fruits et les graines...)
- -Des agents physiques (vent, eau...)
- -Des dispositifs spécifiques à la plante (aigrette plumeuse du pissenlit par exemple)
Cette première fiche sur les plantes est terminé, j'espère qu'il a été clair et qu'il a pu vous aider ! Pour n'importe quelle question ou incompréhension, n'hésitez pas à envoyer un message sur le discord Workyt : @sha.cy
:D