Morphologie de l appareill végétatif et reproducteur des spermaphytes

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1 Morphologie de l appareill végétatif et reproducteur des spermaphytes «Organisation générale» Les plantes que nous connaissons présentent habituellement un appareil végétatif (comprenant racines, tiges et feuilles) servant à nourrir la plante, et un appareil reproducteur (comprenant les fleurs suivies des fruits contenant les graines). I. Quelques généralités sur l appareil végétatif I. 1. Les tiges La tige est, chez les plantes à fleurs, l'axe qui porte les bourgeons et les feuilles (figure 1). Elle diffère de la racine par la présence de nœuds, par l'absence de coiffe terminale et par sa structure anatomique. La transition entre la tige et la racine se fait dans le collet. Il existe néanmoins des tiges souterraines. Dans le cas d'un arbre comme le chêne ou le hêtre, la tige est constituée du tronc et des branches. Les branches supportent des rameaux. Figure 1. Rameaux de l hêtre (Fagus sylvatica) a. en hiver et b. en été de l'année suivante Remarque : toutes les tiges sont d'abordd herbacées. Certaines, comme par exemple celles des plantes annuelles, meurent après une saison ; d'autres, comme celles des arbres, s'épaississent et deviennent ligneuses. Types morphologiques des tiges L organisation du système caulinaire se présente sous différents aspects (figuree 2 et tableau 1): - Tige herbacée : tige dépourvue de tissus secondaires (bois et liège), qui ne s épaissit pas en vieillissant. Elle est souvent annuelle (figure 2a). - Tige ligneuse : tige dans laquelle des tissus secondaires (bois et suber ou liège) se mettent en place. Elle s épaissit en vieillissant. En général, elle est pérenne (figure 2b). 1

2 Autres types de tiges : Le stipe : il s agit d un «faux tronc» des palmiers (figure 2c) ) et de quelques autres monocotylédones, composé d une tige non ramifiée ayant perdue sess feuilles (les cellules de certains tissus sont sclérifiées plutôt que lignifiées et il n y a pas de tissus secondaires). Le chaume : est une tige herbacée des graminées (figure 2d), composée d une succession de nœuds et d entre-nœuds creux. Le stolon : est une tige aérienne, à croissance horizontale (elle pousse parallèle au sol) (figure 2e), à entre-nœuds toujours sensiblement égaux, portant des feuilles toujours bien développées. Le rhizome : est une tige souterraine, à croissance horizontale, émettant des rameaux aériens ou des feuilles et des racines adventives (figure 2d). Le tubercule : est une tige ou portion de tige renflée, souterraine, riche en réserves (exemple : la pomme de terre) (figure 2f). Le bulbe : le bulbe porte à sa base une tige courte aplatie (ou plateau) ), portant des feuilles (ou écailles) charnues serréess les unes contre les autres ; les écailles les plus externes sont entièrement desséchées (exemple : l oignons) (figure 2g). Le bulbe est également composé d'un bourgeon plus ou moins central. Les bulbes ne se rencontrent que chez les monocotylédones. Figure 2. Différents types morphologiques de tiges (a) tige herbacée ; (b) tige ligneuse ; (c) stipe ; (d) chaume ; (e) stolon ; (f) tubercule et (g) tige en plateau d un bulbe. I. 2. Les feuilles La feuille est généralement constituée, en partant de la tige, d'une base dilatée appelée gaine entourant plus ou moins la tige. La gaine se prolonge en un axe étroit appelé pétiole qui, à sa base, peut porter des appendices foliacés, les stipules (les stipules sont parfois directement insérées sur la tige). La partie généralement aplatie et élargie prolongeant le pétiole est appelée limbe. Le limbe est parcouru de nervures qui correspondent au prolongement et à la ramification du pétiole. Une feuille sans pétiole est dite sessile (figure 3). 2 (g)

3 Les feuilles diffèrent les unes des autres par des caractères concernant : le pétiole, le limbe, les nervures qui parcourent le limbe et la disposition des feuilles sur la tige (tableau 1). Figure 3. Les différentes parties de la feuille I. 3. Les racines L ensemble des racines forme le système racinaire de la plante et permet la fixation du végétal dans le sol ainsi que l absorption de l eau et des substances dissoutes nécessaires au développement de la plante. Pour rappel, la racine ne porte jamais de feuilles et n'a pas de nœuds ; sa structure anatomique est également différente et elle porte une coiffe terminale. On distingue quatre zones sur une racine en croissance (figure 4) : 1. une zone terminale effilée (point végétatif) formée de petites cellules indifférenciées (méristème radiculaire) qui se multiplient activement et qui sont protégées par la coiffe. La coiffe protège le méristème racinaire pendant la croissance de la racine en évitant le contact immédiat avec les particules solides du sol. La desquamation continue de la coiffe facilite la progression de la racine dans le sol. 2. une zone glabre de quelques millimètres ou zone de croissance séparant la coiffe de la zone pilifère 3. une zone pilifère, garnie de nombreux poils absorbants permettant les échanges entre la racine et le sol. Les poils au début de la zone pilifère sont courts (ils viennent de se former) et ceux situés à l endroit ou la zone pilifère s achève sont plus longs et ont tendance de disparaitre. 4. une zone subéreuse, dépourvue de poils absorbants, mais où apparaissent des ébauches de jeunes racines, les racines secondaires (ramifications). L organisation du système racinaire se présente sous différentes formes (tableau1) : - la racine pivotante : racine importante qui se développe et qui forme un pivot central sur lequel viennent se greffer de petites racines secondaires ; - les racines fasciculées : plusieurs racines d'importance égale, disposées en faisceau, portent de nombreuses radicelles. Ces deux types de racines peuvent porter des renflements charnus contenantt des réserves. Elles sont alors dites «tubéreuses». - les racines adventives : des racines qui se développent sur des organes qui d'ordinaire n'en portent pas, comme sur la tige rampante du Lierre. II. Quelques généralités sur l appareil reproducteur II. 1. La fleur des Angiospermes 3

4 Les angiospermes regroupent les plantes à fleurs dont l ovule est contenu dans un ovaire. La fleur d'angiosperme est constituée d'un ensemble de pièces florales fixées sur l'extrémité élargie ou réceptacle floral, d'un axe nommé pédicelle * floral. Le pédicelle floral est lui-même inséré sur une tige à l'aisselle d'une feuille modifiée (plus petite et plus coriace que les feuilles normales) appelée bractée. * Pour information, l'axe d'une inflorescence portant un ensemble de fleurs est appelé pédoncule. Au sein d'une inflorescence, les pédicelles sont donc des ramifications du pédoncule. La fleur type d angiosperme (figure 5) est constituée du pédicelle, du réceptacle et de quatre verticilles ou groupes de pièces florales rangées en cercle autour d'un axe et s'y insérant à une même hauteur. Les quatre verticilles sont subdivisés en deux catégories : 1. le périanthe : ensemble de pièces stériles, ou enveloppe florale, composé de 2 verticilles : a) le calice, formé par l ensemble des sépales, pièces souvent verdâtreses d aspect foliacé, situé à la base de la fleur ; b) la corolle, formée par l ensemble des pétales souvent vivement colorés. Les pétales sont situés au-dessus des sépales. 2. les organes reproducteurs : sont des pièces fertiles, directement impliqués dans la reproduction et composés également de 2 verticilles : c) l androcée, organe reproducteur mâle de la plante, formé par l ensemble des étamines disposées en spirales ou en verticilles sur le réceptacle. Chaque étamine est elle-même subdivisée en un filet et une anthère libérant le pollen à maturité. L anthère est constituée de 2 sacs polliniques comportant chacun 2 loges polliniques où est enfermé le pollen ; d) le gynécée (ou pistil), organe reproducteur femelle de la plante, formé par un ou plusieurs carpelles libres ou soudés entre eux. Chaque carpelle est composé : - d une partie renflée et creuse (l ovaire) renfermant l (les) ovule(s) ; - d un style prolongeant l ovaire ; - d'un stigmate coiffant le style et permettant de retenir le pollen. Figure 4. Les différentes zones d une racine en croissance Figure 5. Fleur type d'angiospermes II. 2. La fleur des Gymnospermes Les gymnospermes (tableau 1) sont des plantes dont les graines sont nues (du grec gymnos : nu et sperma : graine). Les fleurs des gymnospermes, appelées cônes, sont des fleurs primitives. Il n y a pas de fleurs hermaphrodites. On a des fleurs mâles avec seulement des étamines et des fleurs femelles avec seulement des carpelles portant des ovules. Ces fleurs unisexuées (mâles et femelles) sont en général sur le même arbre (monoïque), sauf pour l If, le Genévrier et le Gingko où elles sont sur des arbres différents (dioïques). 4

5 Appareil végétatif Tableau 1 : Résumé des caractères distinctifs de l appareil végétatif et de la fleur Type biologique Feuilles Tige Pétiole Limbe Nervation Angiospermes Monocotylédones - Herbacées vivaces (sauf bambous) - Le stipe (cas particulier) - Rarement ramifiée - Tige (chaume) cylindrique à nœuds marqués et pleins - Absence d'un véritable tronc - La tige conserve le même diamètre toute sa vie (pas de formations secondaires) - Absent dans de nombreux cas - Présence d une gaine très développée enveloppant la tige et parfois d une ligule à la jonction de la gaine et du limbe - Presque toujours entier (simple) et allongé - Le plus souvent parallèle - Herbacées - Ligneuses Angiospermes Dicotylédones - Ramifiée - Dressée, rampante ou grimpante - La tige croît en épaisseur avec l'âge - Présent - Stipules généralement bien développées à la base du pétiole - Simple ou composé (grande diversité) - En réseau (ramifiée), le plus souvent pennée ou parfois palmée des Spermaphytes Gymnospermes - Ligneuses - Dressée qui atteint parfois une très grande hauteur et qui s épaissit chaque année Euphylles (vraies feuilles) : feuilles réduites en écailles, dures et non chlorophylliennes à durée de vie très courte. Pseudophylles (fausses feuilles) : feuilles longues très fines (en aiguilles), chlorophyliennes, disposées par 2 ou 3 à l extrémité des rameaux. Illustration 5

6 Système racinaire fasciculé Système racinaire pivotant Système racinaire mixte (Leurs racines atteignent une grande longueur et prennent également des formations secondaires annuelles) Racine Appareil reproducteur Fleur - Fondamentalement trimères (pièces florales organisées en multiples de trois : 3 sépales, 3 pétales, 2 3 étamines, 3 carpelles) - inflorescences en épis (fleurs sessiles directement insérées sur l axe de l inflorescence) - Fleurs Tétramères ou Pentamères (pièces florales organisées en multiples de quatre ou de cinq) - Inflorescences en grappes ou dérivées de grappes - Fleurs (cônes) généralement unisexuées monoïques, quelques fois dioïques 6