Quelques notions de botanique. Journées flore des zones humides en Pays de la Loire Bouchemaine, 2 et 3 juin 2014

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1 Quelques notions de botanique Journées flore des zones humides en Pays de la Loire Bouchemaine, 2 et 3 juin 2014

2 Qu est-ce que la botanique? La botanique a pour objet l étude du règne végétal Cette étude des végétaux peut porter : 1/ sur leur forme extérieure et sur leur structure (morphologie externe et interne ou anatomie végétale) 2/ sur leur composition et le fonctionnement de leur organes (physiologie végétale) 3/ sur leur parenté réciproque (botanique descriptive et classification) 4/ sur leur répartition à la surface du globe (phytogéographie) 5/ sur les relations entre les plantes et l homme (ethnobotanique) 6/ sur les communautés végétales (phytosociologie, écologie végétale)

3 La détermination des plantes Elle repose sur l examen des caractères morphologiques qui les différencient les unes des autres. Ces caractères doivent êtres constants et faciles à observer. En général la fleur, le fruit, les graines fournissent des éléments de comparaison valables. Les feuilles et les tiges beaucoup plus variables, peuvent aussi donner des éléments intéressants chez certaines familles et chez certaines espèces, comme la forme de la section de la tige (cas de la tige carrée des Labiacées par exemple), ou la disposition des feuilles (alterne, opposée ou verticillée),etc. La détermination des plantes nécessite l utilisation d ouvrages appelés flores. Ces ouvrages traitent en principe des plantes indigènes et parfois aussi des espèces acclimatées ou sub-spontanées. Ils demandent une certaine habitude et une bonne dose de patience avant de pouvoir s en servir convenablement. Les flores permettent de trouver le nom des plantes d après divers caractères (fleur, fruit, feuille, etc.), en utilisant des clés dichotomiques qui permettent de choisir entre deux caractères. Exemple extrait de la flore

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5 Les organes des végétaux supérieurs Les plantes à fleurs qui sont les végétaux les plus évolués (végétaux dits supérieurs) possèdent quatre types d organes différents ou «membres», qui assurent la nutrition et la reproduction : 1. la racine (c est la partie de la plante qui d ordinaire, s enfonce verticalement dans le sol, pour la fixer et la nourrir) 2. la tige (c est la partie de la plante, très généralement verte, qui s élève verticalement dans l air et dont le seul caractère constant est de porter des feuilles). 3. la feuille (c est très généralement une lame verte, aplatie, fixée au niveau d un nœud). 4. la fleur (c est un ensemble très complexe, formé par des feuilles très modifiées et serrées les unes contre les autres à l extrémité du rameau floral ; la fleur évolue vers un fruit).

6 1. la racine Les principales catégories de racines : - les racines pivotantes (lorsque la racine principale est plus développée et s enfonce profondément dans le sol, on parle de pivot) - les racines fasciculées (lorsque les racines s étendent plus en surface qu en profondeur) - les racines traçantes (lorsque les racines s étendent très loin et émettent des drageons) - les racines tubéreuses (lorsque que les racines s accroissent beaucoup en volume et accumulent des réserves) - les racines adventives ou aériennes (lorsque que les racines prennent naissance sur des tiges) Les diverses adaptations des racines Certaines racines sont adaptées à des milieux différents ou à des fonctions différentes : - les racines aquatiques - les racines aériennes (servent parfois de moyen de fixation des tiges) - les racines tubéreuses (forment de véritables réservoirs de substances nutritives)

7 2. la tige La tige est la partie de la plante qui fait suite à la racine et sert d intermédiaire entre la racine et les feuilles. Elle porte des feuilles et des bourgeons (feuilles non développées se recouvrant). Morphologie externe de la tige Sur une tige, on trouve des feuilles insérées à intervalles à peu près réguliers. Sur une tige, on trouve des feuilles insérées à intervalles à peu près réguliers. Au niveau de la feuille, la tige est un peu renflée, on donne à cette portion de la tige le nom de nœud et à l intervalle qui sépare deux nœuds consécutifs, le nom d entre-nœuds.

8 Diverses sortes de tiges Selon le milieu dans lequel elles se développent, on distingue : - les tiges aériennes (la plupart sont dressées, certaines peuvent toutefois êtres rampantes, et s enraciner au niveau des nœuds, on parle alors de tiges stolonifères. Certaines tiges rampantes s élèvent en utilisant des supports, elles s y fixent à l aide de vrilles, ou sont parfois munies de ventouses, ou de crampons ou s enroulent autour d eux, on parle alors de tiges grimpantes ou volubiles). Les tiges creuses des graminées et des autres plantes proches comme les laîches sont appelées : chaume). - les tiges souterraines (elles sont profondément modifiées par le milieu, elles ne sont jamais vertes, mais d une teinte semblable à celle des racines et portent des feuilles réduites à l état d écailles jaunâtres et des bourgeons souvent peu apparents. Leur ressemblance avec les racines leur vaut le nom de rhizomes. Le bulbe ou oignon est une tige souterraine courte). Exemple : le liseron des haies. - les tiges aquatiques (elles diffèrent des tiges aériennes par leur structure et peuvent demeurer entièrement ou partiellement submergées).

9 Dimensions et consistance des tiges Les dimensions des tiges et leur consistance sont extrêmement variables : cas des plantes dites acaules dont la tige est très courte. cas des plantes dites acaules dont la tige est très courte. cas des arbres, arbustes et arbrisseaux dont la tige est ligneuse. cas des plantes dites herbacées, dont les tissus ne sont pas lignifiés.

10 3. la feuille Elle diffère essentiellement de la racine et de la tige en ce qu elle est symétrique par rapport à un plan. Différentes parties de la feuille Une feuille complète comprend trois parties principales : le limbe (lame aplatie et généralement verte) le pétiole ou queue de la feuille (souvent arrondi) la gaine (située à la base du pétiole et qui entoure partiellement ou entièrement la tige)

11 La disposition des nervures ou nervation des feuilles peut-être : a. pennée (les nervures secondaires sont placées comme les barbes d une plume par rapport à la nervure principale). b. palmée (plusieurs nervures de même importance partent de l extrémité du pétiole à la façon des doigts d un palmipède). c. uninervée (une seule nervure) d. parallélinervée ou parallèle (les nervures, de même importance, sont parallèles). e. curvinervée (les nervures forment des lignes courbes) f. reticulée (les nervures forment un réseau dense)

12 Forme des feuilles On distingue deux catégories de feuilles : la feuille simple (à limbe unique) : a. aciculaire ou en aiguille b. linéaire c. oblongue d. lancéolée e. elliptique f. ovale g. obovale h. orbiculaire i. peltée j. rhomboïdale ou en losange k. ensiforme ou en glaive l. spatulée m. cordiforme ou en cœur n. réniforme ou en rein o. triangulaire

13 la feuille composée (qui a plusieurs limbes ou folioles) : pennée a. imparipennée (folioles en nombre impair) b. paripennée (folioles en nombre pair) c. bipennée (deux fois pennée) palmée a. à plusieurs folioles b. trifoliée ou ternée (à trois folioles) c. biternée (deux fois ternée)

14 La découpure du limbe Dans la description des feuilles, on fait état de la forme de la base et du sommet et de la découpure de son contour. a. cunéiforme ou en coin b. atténuée c. arrondie d. tronquée e. cordée ou en cœur La base du limbe chez les feuilles simples peut-être : f. à limbe décurrent sur le pétiole g. auriculée h. hastée i. sagittée ou en flèche j. dissymétrique

15 Le sommet du limbe peut-être chez les feuilles simples : a. aigu b. acuminé c. apiculé d. mucroné e. obtus f. tronqué g. rétus h. émarginé i. échancré

16 Les bords du limbe (découpure) des feuilles simples pennées est variable. La feuille peut-être : a. entière (à bords non découpés) b. sinuée ou ondulée c. crénelée d. dentée e. dentée en scie f. bidentée g. denticulée h. pennatilobée i. pennatifide j. pennatipartite k. pennatisequée l. lyrée m. multifide n. panduriforme ou en violon

17 La découpure du limbe des feuilles simples palmées a. palmatilobée b. palmatifide c. palmatipartite d. palmatiséquée e. pédalée Les parties accessoires de la feuille Certaines feuilles sont munies à leur base de petits organes foliacés appelés : stipules Les feuilles des graminées et des plantes proches présentent à la base du limbe, perpendiculairement à celui-ci et dans le prolongement de la gaine, une languette appelée : ligule Chez les Polygonacées et certaines espèces de laîches, la base de la feuille présente une gaine plus ou moins scarieuse et fermée appelée : ochréa

18 La disposition des feuilles et leur insertion sur la tige Les feuilles peuvent êtres disposées sur la tige de façon : a. alterne b. opposée c. verticillée Elles sont parfois réunies à la base de la tige sous forme de rosette radicale Leur insertion sur la tige varie aussi. Elles peuvent être : e. sessiles f. embrassantes ou amplexicaules g. décurrentes h. perfoliées i. connées j. engainantes

19 4. la fleur C est l organe de la reproduction chez les plantes phanérogames, qui donne naissance aux fruits et aux graines La fleur est portée par un pédoncule et se compose de plusieurs verticilles de pièces rassemblées à son extrémité renflées, le réceptacle. Dans une fleur complète, on distingue les enveloppes florales ou périanthe, formées à l extérieur de pièces vertes, les sépales, constituant le calice, puis à l intérieur, de pièces plus grandes et généralement colorées, les pétales, constituant la corolle. Au centre, l appareil reproducteur comprend plusieurs étamines (organes mâles) formant l androcée et un carpelle formant le pistil ou gynécée (organes femelles).

20 Il existe des fleurs incomplètes dans lesquelles un ou plusieurs verticilles de pièces manquent. Certaines n ont qu une enveloppe florale verte ou colorée qui est considérée comme le calice (fleurs apétales) exemple : saules, bouleaux, peuplier. D autres ont des sépales colorés difficiles à distinguer des pétales (tépales) exemple : lis, tulipe, iris. Il existe des plantes chez lesquelles les fleurs mâles et les fleurs femelles sont portées par le même individu (plantes dites monoïques) et d autres chez lesquelles ces fleurs sont portées par des individus différents (plantes dites dioïques).

21 Les inflorescences Chez un certain nombre d espèces, les plantes ne portent qu une seule fleur ou portent des fleurs séparées les unes des autres par des feuilles. Dans ce cas les fleurs sont isolées ou solitaires. Lorsque les fleurs sont réunies en groupe, elles forment une inflorescence. On distingue : les inflorescences simples (l axe de l inflorescence porte les fleurs) les inflorescences composées (l axe porte d autres inflorescences) Les différentes sortes d inflorescences simples l épi ( les fleurs sont sessiles et sont directement fixées sur l axe) exemple : le plantain la grappe (comprend une tige sur laquelle les pédoncules floraux naissent à aisselle de bractées) exemple : le cassis

22 l ombelle (les fleurs sont toutes fixées au même point ou sont aussi rassemblées les bractées en un organe appelé involucre) exemple: la primevère le corymbe (le pédoncule des fleurs est d autant plus long que celles-ci sont fixées plus bas sur l axe ; elles se présentent alors sur un même niveau en une sorte de bouquet) exemple: le pommier le capitule (il peut-être comparé à une ombelle dont les fleurs sont dépourvues de pédoncules. Elles se trouvent alors rassemblées, serrées les unes contre les autres, à l extrémité de l axe élargi en un réceptacle) exemple : la marguerite les cymes ( la tige se termine par une fleur et se ramifie ensuite au-dessus de celle-ci. Elles peuvent êtres unipares ou multipares) exemple: le myosotis

23 le spadice (ce type d inflorescence que l on rencontre chez les plantes de la famille des Arum, est un épi de fleurs souvent unisexuées, serrées les unes contres les autres, indistinctes, et entourées d une grande bractée appelée spathe) exemple : le gouet ou arum le chaton (il s agit d un épi allongé, ou arrondi, dressé ou pendant, de fleurs unisexuées) exemples : le noisetier, les saules Les divers sortes d inflorescences composées Elles résultent de la combinaison d inflorescences simples la panicule (en forme de grappe composée, dont les éléments sont soit des grappes, soit des cymes) exemple : la vigne l ombelle composée (les groupes de pédicelles floraux sont fixés à l extrémité des pédoncules (rayons) rattachés au sommet de la hampe florale) exemple : la carotte Il existe divers autres types d inflorescences composées comme, l épi composé (blé), la grappe d ombelle (lierre), le corymbe de capitules, etc.

24 5. le fruit Après la fécondation l ovaire de la fleur s accroît et devient un fruit, pendant que les ovules se transforment en graines. Selon la nature des parois du fruit (péricarpe), on distingue deux catégories de fruits : les fruits charnus (ils sont indéhiscents, c est-à-dire qu ils ne s ouvrent pas à maturité et libèrent leurs graines au moment de la décomposition du péricarpe) la baie ( les parois du fruit sont entièrement charnues et renferment au milieu de la pulpe, les graines ou pépins) exemple : raisin, melon la drupe ( le milieu du fruit [endocarpe] est dur et lignifié) exemple : cerise, olive les fruits secs ( les parois du fruit [péricarpe] sont formés de tissus en partie desséchés et lignifiés) Certains fruits secs ne s ouvrent pas à maturité et sont donc indéhiscents ; exemple : noisette Ils ont l aspect de graines, mais sont de véritables fruits. C est le cas des : akènes ( les parois du fruit sont distinctes de la graine dont on peut les séparer) exemple : châtaigne caryopses (les parois du fruit sont intimement soudées) exemple : blé, riz samares (ce sont des akènes entourés d une aile membraneuse) exemple : orme, frêne, érable

25 D autres fruits secs s ouvrent à maturité pour libérer leurs graines et sont dits déhiscents. Ces fruits portent le nom général de capsules et s ouvrent par des valves, des dents ou des trous. On distingue parmi celles-ci : les follicules (fruits secs s ouvrant par une seule fente) exemple : pied d alouette, pivoine les gousses (fruits secs s ouvrant par deux fentes) exemple : pois les siliques (fruits secs s ouvrant par quatre fentes) exemple : choux Il existe par ailleurs des fruits multiples et des fruits composés. On peut citer parmi les fruits multiples le cas de la fraise, qui contrairement aux apparences n est pas un fruit charnu, mais un groupe de fruits secs, comprenant plusieurs akènes fixés sur le réceptacle de la fleur fortement accru et charnu. De même, la noix, l amande sont des fruits charnus, des drupes, dont le noyau est entouré d un brou correspondant aux parois du fruit. La figue est un fruit composé formé de plusieurs fruits élémentaires provenant de fleurs réunies sur un réceptacle charnu en forme de capitule, il s agit d une inflorescence comportant de nombreuses fleurs et un seul carpelle, chacune de ces fleurs donne naissance à un akène. Le fruit des conifères est aussi un fruit composé ou cône résultant du développement d une inflorescence.

26 Les principaux types biologiques Les plantes à graines peuvent êtres classées en trois principaux types biologiques : les plantes pérennantes dont les parties aériennes sont durables et tout ou en partie lignifiées (1à 2) qui comprennent : 1. Les phanérophytes (arbres, arbustes et arbrisseaux) exemple : aulne, saules. 2. Les chaméphytes (sous-arbrisseaux) exemple : bruyères, myrtille. les plantes pérennantes dont les parties aériennes sont herbacées et généralement non durables (3 à 5) qui comprennent : 3. Les hémicryptophytes (plantes vivaces à la limite bisannuelles, herbacées, dont les bourgeons hivernaux situés au ras du sol sont entourés par une rosette de feuilles persistantes ou par des écailles protectrices) exemple : pissenlit, pâquerette, ortie. 4 et 5. Les cryptophytes (plantes vivaces dont les bourgeons hivernaux sont entièrement cachés dans le sol et qui possèdent des rhizomes ou des bulbes) exemple : anémone, muguet, tulipe, etc. les plantes annuelles dont les parties aériennes sont non durables et qui passent la période défavorable sous forme de graines que l on appellent : 6. Les thérophytes exemple : coquelicot, mouron, etc.