Evolution et diversité des végétaux

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Marianne Lajoie
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1 Evolution et diversité des végétaux François Bretagnolle (E.mail

2 Introduction 1 - Le monde des végétaux 2 - Qu est ce qu un organisme végétal? 3 - Notions de classification

3 Introduction - 1 Classification dichotomique : Toute forme vivante est soit animale, soit végétale

4 Introduction Le monde des végétaux

5 Introduction - 1 Les plantes à fleurs Les Angiospermes ( sp.)

6 Les pins et les sapins etc. Introduction - 1 Les Gymnospermes (1000 sp.)

7 Introduction - 1 Les fougères Les Ptéridophytes ( sp.)

8 Introduction - 1 Les lycophytes (1 200 sp.)

9 Introduction - 1 Les mousses ( sp.) Les Bryophytes

10 Introduction - 1 Les anthocérotes et les hépatiques (6 000 sp.) Les Bryophytes

11 Introduction - 1 Les algues ( sp.)

12 Introduction - 1 Des bactéries Cyanobactéries (2 000 sp.)

13 Introduction - 1 ET LES CHAMPIGNONS?

14 2 Qu est ce qu un organisme végétal?

15 Introduction - 1 Un organisme qui est vert?

16 Introduction - 1 Tous les organismes verts ne sont pas des végétaux

17 Introduction - 1 Tous les végétaux ne sont pas verts

18 Introduction - 1 Vert comme chlorophylle a Tous les organismes végétaux possèdent de la chlorophylle a

19 Introduction - 2 Définition Organisme procaryote ou eucaryote autotrophe, pratiquant une photosynthèse oxygénique

20 Introduction - 2 Cellule procaryote Cellule eucaryote

21 Introduction - 2 Trophê = Nourriture Autotrophes: Capables de se nourrir par eux-mêmes Utilisent des molécules simples (H 2 O, CO 2, NO 3 -) Hétérotrophes: Se développent à partir de molécules élaborées (protéines, lipides, glucides) (certaines bactéries, champignons, animaux)

22 Introduction - 2 Principe de la photosynthèse

23 Introduction - 2 Photosynthèse: Convertir Σ lumineuse en Σ chimique Réaction universelle de la photosynthèse Molécule donneur d'électrons + Source de carbone + Σ solaire Biomolécules (CHOH) n + Résidus

24 Introduction - 2 Photosynthèse anoxygénique (bactérienne) H 2 S (ou autres) + CO 2 + Σ solaire Biomolécules (CHOH) n + S 2

25 Introduction - 2 Photosynthèse oxygénique (photosynthèse des végétaux) H 2 O + CO 2 + Energie solaire Biomolécules (CHOH) n + 0 2

26 Introduction - 2 Algues Plantes à fleurs: Photosynthèse dans les chloroplastes Granum Thylacoïde Plusieurs membranes (2 ou 3 ou 4) Chlorophylles et autres pigments ADN

27 Introduction - 2 Photosynthèse = D abord une histoire de pigments Ces pigments sont nécessaires pour capter l énergie lumineuse

28 Introduction - 2 Les pigments de la photosynthèse Chlorophylle a: Pigment principal Autres Chlorophylles (Chl-b, Chl-c, Chl-d) Caroténoïdes: Antioxydants protecteurs des chlorophylles Phycobilines: Pigments associés à des protéines

29 Introduction - 2 Tous les autres pigments (chl b, c, d, caroténoïdes...etc.) Pigments accessoires Captent l'σ à d'autres longueurs d'ondes Transmettent toujours à une Chl a

30 Introduction - 2

31 Introduction - 2 Antenne collectrice (250 à 400 molécules de Chl a Photosystème Cascade électronique H 2 O H + H+ ½ O 2 e - Chla Chla Centre réactionnel

32 3 - Notions de classification

33 Introduction - 3 Diversité du vivant 2 (10-15) millions d espèces connues Groupes entiers très peu décrits (insectes, arachnides, algues, bactéries etc.) Probablement 10 millions d espèces Comment classer cette diversité?

34 Introduction - 3 Taxonomie Système d ordre hiérarchique pour nommer et classer les espèces Classification hiérarchisée Des critères (objectifs ou subjectifs) de ressemblance pour la taxonomie

35 Introduction - 3 Classification d Aristote Classification dichotomique: Forme vivante animale ou végétale Échelle de complexité croissante de l âme Matière inanimée < plantes < éponges < méduses < mollusques < mammifères < homme

36 Introduction - 3 Renaissance Nbre sp. décrites Découverte des nouveaux mondes Classification et systématique pour les êtres vivants s impose

37 Introduction - 3 Linné ( ) Classification actuelle des êtres vivants Système binomial Taxon = Nom de genre + nom d espèce (Homo sapiens, Bellis perennis) Organismes groupés en rangs taxonomiques plus vastes = Hiérarchique

38 Introduction - 3 Classification de Linné Base de la classification = Espèce Espèces Genres Genres Familles Familles Ordres Ordres Classes Classes Embranchements Embranchements Règnes

39 Introduction - 3 Cette classification est encore utilisée actuellement Catégorie Chène rouge Adresse postale Règne Plantae Pays Embranchement (Phylla) Anthophyta Classe Angiospermae Ville Département Ordre Fagales Rue Famille Fagaceae N rue Genre Quercus Nom Espèce rubra prénom

40 Introduction - 3 CRYPTOGAMA Règne animal Etres ingérant de la nourriture Règne végétal Plantes, champignons Algae = Les algues Fungi = Les champignons Bryophyta = Les mousses Pteridophyta = Les fougères PHANEROGAMA Gymnospermae = Ovules nus Angiospermae = Ovules enveloppés Thallophytes Pas de différenciation en organes dans la plante Cormophytes Différenciation d'organes en racines, tiges et feuilles

41 Introduction - 3 Taxonomie évolutive Linné: Conception statique du monde Espèce = Immuable Peut donc être classée sans erreur possible suivant le plan divin Fin du 19 ème : Théorie de l évolution (Darwin)

42 Introduction - 3 Darwin Les différences biologiques entre deux espèces sont apparues au cours du temps à cause de la descendance avec modification c est-à-dire des divergences évolutives à partir d un ancêtre commun sous l influence de la sélection naturelle

43 Introduction - 3 Conséquences Les espèces sont liées entre elles par leur généalogies Arbre du vivant (tree of life) Il faut intégrer cette information dans la taxonomie

44 Introduction - 3 Phylogénie La (vraie) relation entre un groupe (grec = phyla) Arbre évolutif Visualiser l évolution à partir d un ancêtre commun Haeckel 1866

45 Introduction - 3 A B C D E Espèces actuelles T e m p s Espèce fossile connue Lignée fossile inconnue Lignée fossile connue

46 Introduction - 3 Classification de Whitthaker (1969) Deux domaines et 5 règnes PROCARYOTES Monera Bactéries et archébactéries EUCARYOTES Protista Planta Fungi Animalia Protistes: Groupe artificiel Tout eucaryote unicellulaire, colonial ou pluricellulaire qui n est ni une plante verte, ni un animal (métazoaire), ni un champignon supérieur

47 Introduction - 3 La révolution de la technologie de l'adn et son apport dans la phylogénie des êtres vivants Bcp de classification basées sur séquences d ADN Mutations = Régulières, constantes et aléatoires Plus deux espèces sont séparées depuis longtemps, plus leur séquences sont différentes

48 Introduction - 3 Woese et Fox (1977) Classer les bactéries Séquences non codante d ADN ribosomique 2 branches: Eubactéries et Archées

49 Introduction - 3 Archées Sulfolobus solfataricus Halobacterium volcanii Methanobacterium formicicum Homo sapiens Zea mays Saccharomyces cerevisiae Euglena gracilis Eucaryotes Escherichia coli Zea mays mitochondrie Bacilus subtilis Zea mays chloroplaste Eubactéries

50 Introduction - 3 Autant de différence (divergences) entre eubactéries et archées qu entre eucaryotes et eubactéries!!! 3 domaines de la vie: Archée, Eubactérie, Eucaryotes

54 Introduction - 4 Isotopes du Carbones associés à la vie Premiers fossiles de procaryotes identifiés Grypania = Premiers fossile d'eucaryote identifié Premiers fossiles d'eucaryote pluricellulaires identifiés Radiation des algues pluricellulaires Formation de la Terre Biolipides fossiles associés aux eucaryotes La vie Monde des procaryotes Eucaryotes unicellulaires Eucaryotes pluricellulaires LE TEMPS EN MILLIARDS D'ANNEES

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