La lignée verte à travers les temps géologiques. Cours du 10/03/2016 Présentation et conception : Hugo FONTES

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1 La lignée verte à travers les temps géologiques Cours du 10/03/2016 Présentation et conception : Hugo FONTES

2 Notion de plante ou végétal Caractéristiques communes :

3 Notion de plante ou végétal Caractéristiques communes : Photosynthèse (plastes) Paroi faite de cellulose Vacuole Notion d individu et de colonie - Variabilité génétique «intra-individuelle» du génome des plantes. - Réitération (architecture) - Pando (individu de Populus tremuloides sur environ 40 ha, Utha). Mobilité Forme - Croissance diffuse vs croissance dirigé (met en jeu un nombre limité de systèmes racinaires)

4 Notion de plante ou végétal Pas d origine évolutif commune Notion de «plante» remise en question Ici, on parlera essentiellement de «lignée verte»

5

6 Temps géologiques et principaux événements botaniques

7 Temps géologiques et principaux événements botaniques Hadéen : formation de la terre (4,6 à 4 Ga) Archéen : apparition de la vie, photosynthèse (4 Ga à 2,8 Ga) Protérozoïque : premiers eucaryotes Phanérozoïque : Paléozoïque : conquête terrestre, apparition des premières plantes ligneuses Mésozoïque : premières plantes à fleurs (angiospermes) Cénozoïque : explosion des angiospermes

8 Temps géologiques et principaux événements botaniques

9 Apparition de la vie et de la photosynthèse Apparition des cyanobactéries (2,5 milliards d'années) - pas les premières à faire de la photosynthèse! - bactéries photosynthétiques... polygéniques. Apparition des stromatolithes (1,8 0,6 milliards d'années) - origine cyanobactérienne - plus vieux fossiles terrestres - formation de récifs calcaires fixation de CO2 + libération d oxygène Elément fondateur de la vie sur terre

10 Premiers eucaryotes Entre 2,5 et 1,3 Ga. incertitude paléontologique Cellules avec un noyau Hétérotrophie => Mise en place de réseaux trophiques Apparition de la reproduction sexuée Théorie endosymbiotique Chloroplaste = cyanobactérie phagocytée par cellule hôte Nombreux arguments favorables mais des incertitudes

11 Phanérozoïque

12 Développement en milieu aquatique : Domine l ère primaire les algues Appareil végétatif : thalle développement non organisé / structuration d une zone apicale Complexification progressive du thalle

13 Développement en milieu aquatique : les algues Cycle de reproduction sexué (alternance sporophytes/gamétophytes)

14 Sortie de l eau Eau = milieu porteur, lignification des plantes terrestres Appareil racinaire : ancrage dans le sol + absorption de l eau et des éléments nutritifs Appareil végétatif : captage CO2 atmosphérique Cuticule + stomates : protection contre déshydratation Vascularisation : répartition des produits de la photosynthèse

15 Sortie de l eau : les mousses Terrestres mais fortement liées à l eau : gamètes mâles flagellés et femelles immobiles Archégone : protection des gamètes femelles Absence de tissus de soutien Rhyzoïdes (ancrage + captation eau par capillarité) Stomates Walter obermayer

16 Sortie de l eau : les fougères Le carbonifère Climat chaud et humide Dominance et diversification des «ptéridophytes»

17 Sortie de l eau : les fougères Vascularisation : trachéophytes Tige + racine Apparition de la feuille : surface d échange Apparition de la racine : captage eau + éléments nutritifs et ancrage dans le sol

18 Sortie de l eau : les fougères Sortie de l eau et reproduction Gamètes mâles flagellés, nécessite eau pour rencontre gamètes mâles et femelles Réduction de la phase gamétophytique Meilleure protection du gamète femelle et du zygote dans l archégone

19 Apparition de l ovule «Tentative avortée» de formation de graines chez les ptéridophytes : passage des cryptogames vers les phanérogames («Fougères à graines» ) Ginkgo biloba : Pollen disséminé par le vent Ovules : chambre pollinique avec liquide => gamètes mâles flagellés Autres exemples : Caytoniales, Cycadales, Cordaitales

20 Affranchissement de l eau : les gymnospermes Début de l ère secondaire (trias + jurassique) Climat chaud et sec Appauvrissement important des flores puis diversification et expansion des gymnospermes ( sp.)

21 Affranchissement de l eau : les gymnospermes Début de l ère secondaire (trias + jurassique) Climat chaud et sec Appauvrissement important des flores puis diversification et expansion des gymnospermes ( sp)

22 Affranchissement de l eau : les gymnospermes Affranchissement de l eau pour la reproduction Réduction extrême du gamétophyte : grain de pollen Reproduction aérienne, siphonogamie Ovule nue = la graine protection de l embryon + résistance Dissémination Réserves nutritionnelles

23 Affranchissement de l eau : les gymnospermes Université de Montréal Tube pollinique Albumen = Gamétophyte Grain de pollen = gamétophyte

24 Affranchissement de l eau : les gymnospermes Croissance avec méristème primaire et secondaire (croissance en hauteur + en diamètre) Transport sève brute et élaboré, bois homoxylé Trachéides (ensemble de cellules avec conservation des parois) Bois = tissus de soutien => Rigidité

25 Les angiospermes Appareil reproducteur (fleur) essentiellement hermaphrodite Sépales Pétales Etamines Pistil

26 Les angiospermes Apparition à l ère secondaire + réduction importante des gymnospermes en lien avec des conditions écologiques drastiques (sècheresses, réchauffement) Explosion des angiospermes au début de l ère tertiaire

27 Les angiospermes Apparition à l ère secondaire + réduction drastique des gymnospermes en lien avec des conditions écologiques drastiques (sècheresses, réchauffement) Explosion des angiospermes au début de l aire tertiaire

28 Affranchissement de l eau : les angiospermes Ovule dans une véritable urne (carpelles + pistil) Développement de l ovaire => fruit

29 Affranchissement de l eau : Double fécondation les angiospermes

30 Affranchissement de l eau : Double fécondation les angiospermes

31 Affranchissement de l eau : les angiospermes Bois hétéroxylé : Vaisseaux + trachéides Photo R. Prat

32 Merci pour votre attention!

33 Quelques références bibliographiques : - Francis Hallé (sous la direction de), Aux origines des plantes, des plantes anciennes à la botanique du XXIe siècle. 675p. - Paul MAZLIAC, Evolution chez les végétaux - Pierre GOUJON (http://abiris.snv.jussieu.fr/flore/herbier.php) - Appui à la formation et au développement (http://www.afdld.org)

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