Thème 5 : Les relations entre organisation et mode de vie, résultat de l'évolution : L exemple de la vie fixée chez les plantes

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1 Repère de l histoire de la vie : la sortie des eaux par les animaux mais aussi par les végétaux (silurien -500Ma). Cette sortie des eaux par les végétaux s accompagne de modifications physiologiques liées au changement de mode de vie et de milieu. Les plantes se fixent et déploient des stratégies liés à cette vie fixée au sein d un environnement changeant. PB : Quelles organisations et quelles stratégies les plantes ont-elles développées pour vivre ou survivre fixées au sein d un environnement aérien changeant? Thème 5 : Les relations entre organisation et mode de vie, résultat de l'évolution : L exemple de la vie fixée chez les plantes On se limite aux Angiospermes = Plantes à fleurs, tout en gardant à l esprit que ce ne sont pas elles qui sont «sorties» des eaux. La plante étudiée sera considérée comme le résultat actuel de l évolution. Etude morphologique simple d une plante : choix de différentes plantes et mise en évidence d une organisation globale commune. Les contraintes liées à la vie fixée des plantes sont les suivantes : Optimiser son alimentation : eau, ions minéraux, CO 2, et lumière pour la photosynthèse. Se protéger, se défendre (parasites, consommateurs ). Etre adapté aux conditions défavorables de l environnement (sécheresse, gel ) Se reproduire

2 Problème 1 : Comment se reproduire en menant une vie fixée? Quelles sont les éléments et les stratégies nécessaires à la reproduction des plantes à fleurs? Idée = pollinisation par des animaux attirés par l aspect de la fleur, son organisation qui est ellemême déterminé génétiquement (coévolution) Leçon 1 : Vie fixée des plantes et reproduction. I - Les éléments nécessaires à la fécondation et leur mise en place au cours du développement AP1 : Il faut disséquer la fleur pour connaître les différentes parties et surtout leur position respective. Protocole de dissection de la fleur Fiche technique du diagramme floral. Document associé présentant le fonctionnement des différentes pièces florales et la différence de maturité entre les différentes pièces florales. Pollinisation et collaboration animal pollinisateur/plante (films) L organisation des fleurs présente de grandes similitudes quelques soient les fleurs disséquées : - Des pièces stériles Des sépales sur le 1 er verticille Des pétales sur le 2 ème verticille Rôle : attirance insecte (animal) pollinisateur - Des pièces fertiles Des étamines ( ) libérant le pollen (avec gamètes ) sur le 3 ème verticille Le pistil ( ) avec ovaire (renfermant les ovules avec gamètes ) style et stigmate au centre de la fleur sur le 4 ème verticille. Rôle : reproduction sexuée : FECONDATION

3 La fleur du Millepertuis Cette structure peut présenter des variations selon les espèces d Angiospermes = plantes à fleurs. Pb : quelles sont les relations entre organisation florale et reproduction? L exemple de la Sauge

4 Une co-évolution plante-animal pollinisateur La pollinisation de nombreuses plantes repose sur une collaboration animal pollinisateur/plante produit d une coévolution (l évolution de la plante a conditionnée celle de l animal). Exp : couleur, odeur, nectar, forme des pièces florales La pollinisation peut aussi se faire grâce au vent.

5 Pb : Comment expliquer cette disposition particulière des pièces florales? Idée : Gènes architectes = gènes du développement Test : si l origine de la disposition des verticilles est génétique alors une mutation de gènes du développement doit entrainer des modifications dans l organisation florale (nombre et disposition des pièces florales sur les verticilles)

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8 Résultats : les mutations des gènes A, B et C du développement modifient la nature des pièces florales et leur disposition sur les verticilles. L'organisation florale, contrôlée par des gènes du développement, et le fonctionnement de la fleur permettent le rapprochement des gamètes entre plantes fixées.

9 II Dispersion de la descendance pour coloniser le milieu A l issue de la fécondation, la fleur se transforme en fruits contenant des graines. Pb : quelles sont les principaux mécanismes de dispersion des fruits et des graines?

10 La dispersion des fruits - graines est nécessaire à la survie et à la dispersion de la descendance. Elle repose souvent sur une collaboration animal disséminateur/plante produit d une coévolution.

11 CO EVOLUTION animal pollinisateur et animal disséminateur - plante

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