I/Introduction. 1) La taxinomie. Permet de délimiter la biodiversité et de la limiter. Chaque élément est un taxon (infra et intra spécifique. 2) La phylogénie. A commencer avec Carl Von Linné. C est l étude des parentés entre deux êtres vivants en vue de comprendre leurs évolutions. Apparu grâce à la génétique. Nouvelle classification en fonction des caractères communs avec une notion d ancêtre commun. Deux types : Cladistiques (hiérarchise les caractères comparé = caractère homologue) et Phénétique (Quantifie la ressemblance entre les êtres vivants = génétique avec le nombre de bases en communs). 3) Nomenclature. Base binaire genre/espèce. Les noms sont en latin. Dans toutes les publications scientifiques, les noms d une espèce sont suivis d une «autorité» (nom du chercheur). En botanique le nom d autorité suffit, pour les animaux on rajoute la date de découverte. Trois codes de nomenclatures : Végétaux, Animaux et Bactéries. Les codes imposent la diagnose en latin, également la mise en herbier d un individu caractéristique (échantillon type). Les classifications des bactéries est difficiles. La limite est que beaucoup d entre elles ne peuvent être cultivé que dans un milieu spécifique. On séquence les gènes du ribosome que l on rentre dans une base de donnés. 4) La classification. Regroupé selon des critères déterminés 5) Biodiversité. Collection des génomes, des taxons et des écosystèmes. II/ Classification traditionnelle (classique et historique). Selon les critères de ressemblance : Cytologique, anatomique, morphologique et reproductif. En fonction de ces critères on a créé une hiérarchie qui englobe l ensemble. On aura distinction : (a) domaine = eucaryote/procaryote, (b) règne = végétale/animale, (c) embranchement = phytes, (d) classes = opsides, (e) ordre = ales, (f) famille = acées, (g) genre + espèce et (h) résonnance intra/infraspécifique = variété, forme, race et cultivar.
III/ Tableau de classification traditionnel des végétaux. Règne Végétale Thallophytes Cormophytes «Algues» «Champignons» Lichens «Mousses» «Fougères» Spermaphytes Cryptogame Préspermaphyte Cellulaire Vasculaire Gymnosperme Chlamydosperme Angiosperme Trachéophyte Thallophyte = appareil végétatif simple. Pas de feuilles, pas de tiges, pas de racines. Cormophyte = appareil végétatif complexe. La dichotomie entre thallophyte et cormophytes est le rapport avec la cellule initiale de reproduction. «Algues» = 120.000
«Champignon» = 50.000, hétérotrophes. Lichens = Organisme en symbiose. 22.000 «Mousses» = Sans vaisseaux conducteurs, sans fleurs, sans racines. 20.000 «Fougères» = Avec vaisseaux conducteurs, sans fleurs, avec racines. 12.000 Spermaphytes = Avec graine, se sont des phanérogames (Fleurs). Possède racine, vaisseaux et fleurs. Préspermaphytes = 120 Gymnosperme = 60 Chlamudospermes = 10 Angiospermes = 35.000 Cryptogame = appareil reproducteur non visible (cellulaire et vasculaire). IV/ Classification phylogénétique. En 1950 par Henning. Se rapproche d un arbre généalogique. On identifie des caractères homologues (caractère héréditaire). -Homologie : Deux caractères se ressemblant qui sont des caractères ancestraux partagés. -Analogie : Deux caractère se ressemblant sans lien d ancêtre (apparition par convergence = sélection des formes les mieux adaptés). L évolution peut cacher des caractères homologues. Phylum = Grand groupe réunissant plusieurs embranchements de la classification traditionnelle, proche entre eux génétiquement. C est une classification dynamique, tient compte de facteurs temps. Râteau = dendrogramme. Les caractères innovants sont des synaptomorphies. Deux techniques se superposent : la phénétique (étude de la distance génétique entre les taxons) et la cladistique (système de présentation des caractères évolutifs). La phénétique est associé à la génétique. Plus on remonte dans le temps plus on devient théorique car moins de fossiles de comparaison. L épigénétique va au-delà de la génétique. Pour la botanique et l écologie on reste dans la classification traditionnelle. Chlorophytes = algues vertes et carmophytes. Straménopiles = algues brunes. Cryptophytes. Chlorarachnophytes = algues vertes en forme d araignée. Englénophytes = litigieux, certains possèdent des plastes. Eumycètes. Métazoaire. Mycétozoaire = champignons qui se déplace Dinophytes. Les champignons se composent d eumycètes, d oomycètes et de mycétozoaires.
V/ Les algues. Dans les thallophytes. Les cellules initiales sont des spores et des gamètes qui donnent des gamètes simples (sans cellules stériles). Ce sont des cryptogames cellulaires sans vaisseaux conducteurs. On considère les 9 phylums suivant : 1. Glaucophytes 2. Rhodophytes 3. Chlorophytes 4. Dinophytes 5. Straménopiles 6. Cryptophytes 7. Haptophytes 8. Chlorarachnophytes 9. Euglénophytes 1) Les pigments. Trois groupes : chlorophylle, caroténoïde et bilichromoprotéine. a) Chlorophylles. Liposolubles, le seul à faire de la photosynthèse. Permet les végétaux autotrophes. Il en existe trois différents. Chlorophylle a = permet la photosynthèse, présente dans les neuf phylums. Chlorophylle b = Euglénophytes et Chlorophytes, en petite quantité. Chlorophylle c = Straménopiles seulement. La a est la même que dans les cyanobactéries. b) Les caroténoïdes. Il en existe deux : Xanthophyle et carotène. Carotène = La se retrouve dans les neuf phylums et est rare chez les algues rouges, l que chez les Chlorophytes. Xanthophylle = Grande diversité dont la Fuccoxanthine, pigment brun foncé donnant les Straménopiles (cache la chlorophylle). c) Bilichromoprotéine (biliphycoprotéine). Observé chez les cyanobactéries. Possèdent deux à trois sous unités : phycocyanine et phycoérythrine. Retrouvé dans les Rhodophytes (érythrine +++), Glaucophytes et très peu dans les Cryptophytes. Certaines algues rouges peuvent perdre ces pigments car utile qu en profondeur, elles s en débarrassent arriver en surface. Les pigments sont hérités des endosymbioses. 2) Les plastidomes. a) Ultastrustures (ME). Les Rhodophytes «algues rouge» = deux membranes plasmiques. Ressemble en structure interne aux cyanobactéries.
Les Chlorophytes «algues vertes» = deux membranes plasmiques. Avec pyrénoïde (structure coloré entre les thylakoïdes), les thylakoïdes sont un empilement en assiettes (granum ou granas). Structure du plaste commune à tous les végétaux vert. Straménopiles «algues brune» = quatre membranes plasmique, les thylakoïdes de couleurs jaunes bruns n excèdent jamais trois quatre.
Glaucophytes = deux membranes plasmiques avec persistance de la paroi bactérienne. Haptophytes et Cryptophytes = quatre membranes plasmiques. Dinophytes et Euglénophytes = trois membranes plasmiques (mizocytose). b) Examen de la structure au MO. On peut observer le nombre de plastes par cellules. La forme globale externe du plaste Archéoplastidiés = un plaste par cellule (en manchon, rond, en spirale ou en étoile). Mésoplastidiés = plusieurs plastes par cellule, relié entre eux par des trabécules. Néoplastidiés = plusieurs plastes par cellule (indépendant entre eux).
Hétéroplastidiés = chloroplaste et amyloplastes (chez les Chlorophytes). Cas particuliers : L examen des plastidomes en MO permet de constater une grande hétérogénéité. Elle permet une classification phylogénétique. Toutes les lignées vertes terrestres ne possèdent qu un type de plastes : Néoplastidiés ovoïdes. c) Les Pyrénoïdes. Masse protéique associé avec de l ARN et de l ADN synthèse de polysaccharides. Existe chez toutes les algues vertes et chez les anthocérates (mousses). Entouré d amidon qui se fixe autour (visible au lugol). Très important de compter leurs nombre. d) Le stigma. Petite inclusion lipidiques coloré de carotène. Si présent = gamète femelle.
3) La paroi cellulaire. On a une paroi de cellulose avec des composés en plus suivant les groupes. Composé pectique : Alginates E401-E405 extrait d algues laminaires (brunes), utilisé dans le durcissage. Carragheens E406-E407 (rouges) très chère, par ébullition, très fort pouvoir gélifiant. L Agar-agar (rouges), insipide, très gélifiant. Surtout utiliser en microbiologie. CaCO3 ou Calcaire : Dans les trois types. Forme des récifs qui s oppose { la houle. Surtout les algues rouges, très dures comme la pierre, mais vivantes. Les Haptophytes unicellulaires fixe du CO2 pour former des écailles autour de la cellulose. Joue un rôle dans le captage du CO2. Plus on a de CO2 dans l eau, plus elle est acide. Cela ne favorise pas la calcification. Les Haptophytes sont catalysés par le fer. La Silice (silicium) : Diatomées (brunes), unicellulaires, présentent une boîte de silice (fustule). On les distingue dans la forme de la fustule et par son ornementation (destruction de la cellule pour les identifier). 4) L appareil cinétique. Permet aux algues de se déplacer. Les Rhodophytes n ont pas de flagelles comme les champignons (asco et basidiomycètes). Les flagelles n ont pas de distinction phylogénétique, seul leurs nombres l est. 0 flagelle = Rhodophytes. 1 flagelle = Euglénophytes et Métazoaires (uniconte =spz). 2 flagelles = Bicontes, la disposition des flagelles varient d un groupe { un autre. Acrocontes = inséré { l apex. Hétérocontes = flagelles différents. Pleurocontes = inséré sur le côté (Straménopiles).
Isocontes = flagelles identiques (Dinophytes) 3 flagelles = Haptophytes. 4 flagelles = Spores de Chlorophytes. X flagelles = Stéphanocontes (couronnes de flagelles autour de l apex). 5) Caractères morphologiques. a) Unicellulaire. Forme cocoïde immobile (Rhodophytes). monoboïde mobile. amiboïde mobile sans flagelle. coenocytique, taille +++ à nombreux noyaux et organites (algues siphonnés).
b) Coloniales. Formes «désorganisées» ou opportuniste. Cellules non jointive maintenu ensemble dans une gelée. Sans organisation et non pluricellulaire. Formes «organisées» du type volvox dont la périphérie est constituée de cellules non jointive et flagellées (2). Les flagelles battent ensemble signal entre les cellules. c) Pluricellulaires. Que cinq phylums sont capables de former des structures pluricellulaires (hérité de l endosymbiose). Trois formes : plaque, rond et filament (les deux premiers sont rares chez les végétaux). Thalle = appareille végétatif simple. Il en existe de plusieurs types. Prostrés ou Hétérotriches. Leurs croissances sont différentes :
Toutes les cellules peuvent se diviser croissance atélonique sans différenciation cellulaires. Quand il n y a que la cellule du haut qui se divise début de différenciation, croissance télonique à l apex. Les autres cellules sont devenues végétative. Quand uniquement intercalaire croissance trichotélonique. Ne renseigne pas sur la phylogénie. 6) Fixations des «algues». Très différent des végétaux terrestres, pas besoin de se nourrir par les racines. La fixation leurs permet de ne pas être emportés par le courant. On parle de rhizoïde (ce n est pas des racines). L exception est la caulerpa qui possède un axe rampant comprenant des rhizoïdes qui s enfoncent dans la vase et possèdent un rôle d absorption. 7) Reproduction. a) Asexué. Mitose = Chez les unicellulaires. 2n 2n et n n. Reproduction par scissiparité, bipartition on a une duplication. Fragmentation = Très fréquent dans la mer, reproduction par bouturage. Propagules = Germe ou branche a insertion fragile destiné à se casser. La fragmentation est programmée génétiquement. Seules les boulles de la caulerpa arrachées naturellement vont se développer (RS, fragmentation et propagation). b) Sexué et cycle de reproduction. ) Les différentes types de gamies. Planogamie = deux gamètes mobiles. Isogame = gamètes identiques. Anisogame = gamète femelle plus grosse.
Oogamie = un gamète mobile (spz) et un immobile (oosphère). Comme les métazoaires. Aplanogamie = deux gamètes immobiles, chez les Rhodophytes car 0 flagelle. Trichogamie. Cystogamie = chez les Chlorophytes. Aucun signe sexuel. Apparition d une protubérance. 1 er phase = Plasmogamie. 2 e phase = Caryogamie (le noyau qui se déplace est le mâle). ) Monoïque et dioïque. Monoïque = porte les deux sexes sur un même thalle. Dioïque = sexes séparés, un thalle femelle et un thalle mâle. ) Cycle de reproduction. Alternance de phase = se réfère aux nombres de chromosomes. n = haploïde Pas d alternance chez l homme, seuls les gamètes sont concernés. 2n = diploïde
Chez les algues : Alternance de génération = trois cas (mono, di et trigénétique). L homme et les métazoaires = cycle monogénétique (une génération). Pas d alternance de génération. Chez les algues on a un cycle digénétique (deux générations) : gamétophyte n produit des gamètes et sporophyte 2n dès le zygote. Le cycle trigénétique : gamétophyte carposporophyte adelphoparasite du gamète femelle (autoparasite) sporophyte.
Exemples de cycle : 1. Cycle monogénétique : rare et souvent unicellulaire. La réduction chromatique (RC) suit la formation du zygote. 2. Cycle monogénétique diploïde : «fucus vesiculusus» Reproduction par oogamie, les réceptacles sont dioïques. Cycle simple avec une seule génération = gamétophyte à 2n.
Cycle monogénétique diploïde avec oogamie. On obtient 8 oosphères à n et 64 spz. On peut faire du fucus un cycle digénétique. Cycle digénétique haplodiploïde à sporophyte dominant avec oogamie. 3. Cycle digénétique isomorphe : «ulva chlophycée». Indicatrice de fort taux d azote, espèce dioïque.
Le sporophyte se développe en croissance, il est identique en forme dans le gamétophyte. Cycle digénétique haplodiploïde isomorphe avec planogamie isogame. 4. Cycle digénétique hétéromorphe : «laminaria». Straménopiles, thalle dioïque.
Cycle digénétique haplodiploïde hétéromorphe avec oogamie à sporophyte dominant. 5. Cycle trigénétique isomorphe : «antithamnium». Thalle monoïque, Rhodophytes.
Cycle trigénétique haplodiploïde isomorphe avec trichogamie. 6. Cycle trigénétique hétéromorphe : «porphyra = nori». Thalle dioïque et Rhodophytes. Les spermaties se posent sur la papille de l oosphère.
Cycle trigénétique haplodiploïde hétéromorphe à gamétophyte dominant avec trichogamie. VI/ Les champignons. Dans la classification traditionnelle : thallophytes chlorophylliens hétérotrophes à cryptogames cellulaires. Dans la classification phylogénétique : -Oomycètes. -Mycétozoaires. -Eumycètes. Pas de pigment ni de plastes. La membrane cellulosique : cellulose (rare), callose (cellulose H), chitine (cellulose aminé N). Mycète = mycélium = fungus. Classification simplifié des «champignons». Avec cellules mobiles Avec flagelle Cellule amiboïde Sans cellules mobiles Thalle siphonné (coenocytique) Thalle plastidiale (Nb ny dans un amide) Thalle siphonné Thalle siphonné Thalle avec cellules à cloisons Phycomycète Mycétozoaire (= myscomycète) Trichomycète Zygomycète Septomycète Chitridiomycète Oomycète Ascomycète Basidiomycète
Principaux champignons destructeurs de récoltes : Chitridiomycète, Oomycète et Ascomycète. 1) Morphologie. Unicellulaire : la levure fait parti des ascomycètes. Amiboïde : trichomycète et mycétozoaire. Plasmodiales : plusieurs noyaux dans une cellule (mycétozoaire). Siphonné : coenocytique, phycotrichozygomycète. Cloisonné : asque de cellules. Asco + Basidiomycètes septomycètes. Hyphes = filament (cloisonnés ou pas). Mycéliums = ensemble d hyphes. 2) Reproduction. a) Asexué. Bouturage, clonage des filaments sur un bon substrat. Les spores (conidiospores) sont produites par mitose sporulation (intrinsèques ou extrinsèques). b) Sexué. On aura toute les gamies des algues. On a ainsi la péritogamie / plasmogamie. On a des signes complémentaires. On se retrouve souvent avec quatre signes différents. Apparition de mycéliums secondaire dicaryotique.
Phénomène observé chez les asco et les basidiomycètes. 3) Ajout (TP). Zygomycètes = RS par cystogamie et RAs par sporulation mitotique endogène des sporocyste. Ascomycètes = RS par cystogamie anisogame, plasmogamie avec phase dicaryotique (méiospores endogènes ou ascospores) et RAs par sporulation mitotique exogène des sporocystes. Basidiomycètes = RS par cystogamie anisogame, plasmogamie avec phase dicaryotique (méiospores exogènes ou basidiospores). VII/ Les lichens. Thallophytes chlorophylliens, association de deux espèces. C est une symbiose. Champignons + cyanobactérie/algue unicellulaire verte (photosynthèse et autotrophes). Ascomycètes (99%) Ascolichens et Basidiolichens. Dans la classification phylogénétique les lichens n existent pas (deux êtres).