Organisation du Vivant La lignée verte: les végétaux

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1 Organisation du Vivant La lignée verte: les végétaux

2 Toute question biologique trouve sa source dans l évolution! Quelle est l origine évolutive des végétaux?

3 Le contexte évolutif : «Tree of life» Pas de noyau Noyau Ancêtre Commun de tous les organismes vivants LUCA: Last Universal Common Ancestor 3.5 Milliards d années Séparation entre «animaux» et «végétaux»

4 Les origines de la lignée verte La théorie endosymbiotique Mitochondrie Eukaryote ancestral photosynthétique Chloroplaste Incorporation d un prokaryote photosynthétique Incorporation d un prokaryote aérobique Mitochondrie Eukaryote ancestral hétérotrophe

5 LUCA

6 Quelles sont les répercussions de cette endosymbiose initiale? Les organismes de la «lignée verte» sont autotrophes Autotrophes Hétérotrophes Endosymbiose de bactéries photosynthétiques

7 Les organismes photosynthétiques dans l environnement?

8 Végétaux et chaîne alimentaire La chaîne alimentaire Les végétaux 1 kg La pyramide des biomasses 10 kg 100 kg 1000 kg

9 Les organismes photosynthétiques se sont adaptés à l écosystème terrestre

10 Les organismes photosynthétiques et leur adaptation à l écosystème terrestre Forêt tropicale humide Forêt tempérée caduque Forêt tempérée humide Forêt tropicale sèche Savanne Forêt alpine Taïga Désert Méditerranéen Prairies tempérées Toundra

11 L adaptation des végétaux à ces biomes est la source de la biodiversité végétale

12 Exemples d adaptation à un biome: le milieu désertique Désert Les lithops «plantes pierre» Cactus «saguero» Agave Welwitschia

13 Pourquoi s intéresser au végétal en biologie?

14

15 Y compris chez les végétaux!!! Dionée Drosera Sensitive (Mimosa pudica) Raflesia arnoldi Nepenthes Hydnora

16 Arum titan (Amorphophallus titanum) 4 semaines depuis émergence 1 jour Origine : forêt tropicale Sumatra- Borneo

17 Les végétaux sont des «champions» Le plus grand organisme vivant sur terre 122 mètres (3 baleines bleues) Et le plus vieux! 9000 ans!!!!

18 Le végétal a des spécificités! Quelle est la nature du végétal? L animal est un volume Le végétal se développe selon un axe apico-basal marqué = Croissance homothétique = Lutte contre l homothétie

19 La plante est une surface!!!!! externe interne

20 Quelques chiffres. Chataignier de 8m 350 m 2 Pin de 12m 530 m 2 Jeune oranger portant 2000 feuilles : 200 m 2 Mais 6000 m 2 de surface stomatique Et la surface racinaire? 1 plant de seigle 650 m 2 de surface totale 130 fois plus de surface souterraine 622 km de long ( km avec poils absorbants)

21 Les plantes sont-elles des individus? Fungi Colonie de fourmis Nourriture en suffisance

22 Les plantes sont-elles des individus? Fungi Colonie de fourmi Nourriture en suffisance Carence Colonie de fourmi Les plantes sont des organismes coloniaires!!

23 En Scandinavie, des forêts de peupliers sont constituées de clones!! Dans ce cas, c est la forêt qui est «l individu»!!

24 La nature coloniaire des végétaux conduit à leur immortalité potentielle Le buisson à créosote (désert de Mojave) ans

25 Quel est l intérêt de travailler sur les végétaux?

26 Pourquoi étudier les plantes? 1/ parce qu elles constituent un modèle biologique pertinent! Mais peu reconnu!!!!! Barbara McClintoch a découvert que le génome est flexible (Transposons chez le maïs) 1951 Gagne le prix Nobel de Physiologie en 1983 (à 81 ans!!!)

27 Et c est toujours le cas!! 1998 Sir David Baulcombe Travaux sur les végétaux mettant en évidence l existence d un mécanisme de régulation de l expression des gènes basé sur la production de petits ARNs 1996 ARN Interférence Andrew Fire Craig Mello Prix Nobel; 2006 ARN Interférence Caenorabditis elegans

28 Pourquoi étudier les plantes? 2/ parce qu elles représentent une grande part de la biodiversité! Masse totale des organismes eukaryotes vivants sur terre Milliards de tonnes 95% de cette masse est constituée par les espèces chlorophylliennes Phénomène de surface 1 hectare de blé = 4 millions de plantes espèces (estimation) à espèces d Angiospermes (Plantes à fleurs)

29 Utilisation de la diversité végétale par l homme 3 30 Blé, riz, maïs alimentaires 300 domestiquées exploitées Collections botaniques espèces Potentiel énorme!!!!!!

30 Pourquoi étudier les plantes? 3/ parce que les plantes sont (et seront) des acteurs dans votre vie quotidienne Energie Alimentation Matériaux Molécules Chimie Développement Durable Climat

31 La lignée verte Les règnes version complexe simplifiée Chlorophylle a TP Chloroplaste (2mb) LIGNEE VERTE Chlorophylle b (en plus de a) Plantes terrestres (Embryophytes) et algues vertes

32 Viridiplantae

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35 Evolution des plantes terrestres

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38 Evolution des plantes terrestres

39 Polypodium vulgare Sélaginelle Blechnum spicant Fougères flottantes: Salvinia natans & Azolla

40 Evolution des plantes terrestres

41 Cèdre Séquoia Ginkgo Epicéa Cycas

42 Evolution des plantes terrestres Millions d années Algues vertes Bryophytes Ptéridophytes Gymnospermes Angiospermes plantes à fleurs (graine dans fruit) Embryophytes (plantes terrestres) plantes à graines (Spermaphytes) plantes vasculaires ( trachéophytes)

43 pomme de terre blé carotte cerisier

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