1
Q
Nombre d’espèces végétales
A
500 000
2
Q
Dans la lignée verte, quels sont les synapomorphies et laquelle est la plus évidente ?
A
La présence de chlorophylle a et chloroplastes.
CHLOROPLASTES
3
Q
Lignée verte: Les Glaucophytes
(type plante, nb flagelle, aspect, nb espèces, Ère présents)
A
- Algues unicellulaires d’eau douce
- 2 flagelles
- Aspect bleu-vert
- 14 espèces seulement
- Présent au Protérozoïque (< 550 Ma)
4
Q
Quelles sont les caractéristiques (jugée ancestrales) propres aux glaucophytes présents dans la lignée verte ? (4)
A
*Comme les bactéries
** Comme les cyanobactéries.
- Chloroplastes entourés d’une paroi fine constituée de peptidoglycanes
- ADN chloroplastique circulaire* au centre**
- Pigments donnant la couleur bleu vert
- Pigments contenus dans des phycobilisomes attachés aux thylakoïdes**
5
Q
Quelle interprétation nous pouvons faire grâce aux Glaucophytes? (trace de quoi?)
A
Traces de l’endosymbiose primaire d’une cyanobactérie
estimée à 1,5 Ga
6
Q
Lignée verte: Les Métabiontes
Correspondent à quoi? (3)
A
-Algues vertes
-Algues rouges
-Plantes terrestres
c-à-d les VÉGÉTAUX
7
Q
Quelles sont les caractères dérivés propres aux métabiontes présents dans la lignée verte ? (4)
A
- Paroi de peptidoglycane du chloroplaste = DISPARUE
-ADN chloroplastiques concentré en nucléoïdes distribués partout dans le chloroplaste
-Possibilité de former des organismes pluricellulaires
-Similarité des séquence EF-2
8
Q
Lignée verte - Les Rhodobiontes
Caractéristiques (3) + type plante + caract. fossiles (2)
A
Algues rouges
-Plupart= pluricellulaires, marines et sessiles
-Pigments particuliers dans les chloroplastes donnant la couleur rouge (rhodoplaste)… en profondeur
- Composition unique de la paroi cellulaire (agar/ciments)
*Plus vieux fossiles eucaryotes à 1,7 Ga
*Autres fossiles à 1,2 Ga
9
Q
Lignée verte - Les Rhodobiontes
Algues rouges – écologie
(lieu, rôle, cycle de vie, source de.., espèce la plus commune, rôle alimentation)
A
-Ancrées dans la roches en bord de mer
-“Ciment” des récifs coraliens
-Cycle de vie complexe par alternance de générations diploïde ou haploïde
-Source de carraghénane (gélifiant naturel)
- Commune : goémon blanc
- Porphyra = nori pour les sushis
10
Q
Combien y-a-t-il d’espèces de mammifères vs algues rouges seulement?
A
5000 espèces mammifères vs 5500 algues rouges
11
Q
Lignée verte - Les Chlorobiontes
A
‘les végétaux verts’: regroupent les
algues vertes et les plantes terrestres
(embryophytes)
12
Q
Lignée verte - Les Chlorobiontes
Caractères dérivés propres (4)
A
- Chloroplastes = VERTS
- Chlorophylles a et b (rarement c)
-Structure chloroplastes: thylakoïdes forment des lamelles
empilées
-Gène d’une sous-unité de la RuBisCO transféré sur ADN du noyau
13
Q
Dans le clade des chlorobiontes, on s’intéresse à un seul sous-clade, lequel? Pourquoi un seul?
A
Embryophytes
La classification des autres clades
est souvent incertaine, et la
diversité est généralement faible.
14
Q
Quel autre sous clade de Chlorobiontes est moindrement intéressant, mais pas étudié dans ce cours?
Combien d’espèce?
Type plante?
Utilisation humaine?
A
Ulvophytes
- 1000 espèces
-Algues vertes - servir de fertilisant pour les champs
-peut se manger
14
Q
Les Embryophytes
A
Ce sont les plantes terrestres (certaines espèces sont
retournées à l’habitat aquatique)
15
Q
Types d’Embryophytes
A
*Bryophytes = mousse
*Filicophytes = fougères
*Spermatophytes = plantes à graine
- Gymnospermes (conifère)
-Angiospermes (plantes à fleurs)
16
Q
Embryophytes- Organes sexuels mâles et femelles
Épiderme couvert de…
A
Mâle : anthéridies
Femelle : archégones
Épiderme couvert de cuticule
17
Q
Les Embryophytes – défis de la vie terrestre (5)
A
- Évaporation de l’eau
– Dessèchement - Apport en eau
– Comment trouver l’eau pour les
cellules? - Gravité terrestre
– vs. soutien et apesanteur dans un
milieu aquatique - Respiration
– Utiliser l’oxygène à partir de l’air - Reproduction
– Assurer la rencontre des gamètes
18
Q
Les Embryophytes – Cycle vital
A
Alternance des générations
19
Q
Alternance des générations
A
-Sporophytes : 2n, méiose
-Gamétophytes : n, mitose
- Les spores germent et se développent sous forme d’un gamétophyte.
- Le gamétophyte produit des gamètes (MITOSE)
- 2 gamètes différentes fusionnent = zygote qui se développe sous la forme d’un sporophyte.
- À maturité, le sporophyte produit des spores (MÉIOSE)
20
Q
Les Bryophytes (mousses) (dans clade embryophytes)
Caractères dérivés propres (3)
Rhizoïdes
A
- Sans vrais racines ni système vasculaires
*Gamétophyte porte le sporophyte
*Déhiscence de la capsule sporangiale se fait par l’ouverture d’un opercule
Rhizoïdes = multicellulaires
21
Q
Les Bryophytes (dans clade embryophytes) – cycle vital
A
- Stade plus visible:
gamétophytes mâle (anthéridies)
et femelle (archégones) haploïdes - Production des
gamètes - Nage du
spermatozoïde - Fécondation
- Sporophyte diploïde
attaché au
gamétophyte
femelle - Méiose
- Dispersion des
spores
22
Q
Les Bryophytes – adaptations à la vie terrestre (4)
A
– Possèdent une cuticule cireuse
– Tolèrent la déshydratation
– Sécrètent des composés phénolés (absorbent les UV: ont pu
résister aux UV comme première plantes terrestres
– Feuilles très minces: une couche de cellules (sans mésophylle et
sans stomates)
23
Q
Les Bryophytes – adaptations
Limites (3)
A
– Pas de tissus ligneux
– Pas de tissus conducteurs
– Les gamètes mâles doivent se déplacer dans l’eau pour la
fécondation
24
Les Bryophytes – Diversité
(origine, nb espèces, taille générale et exception taille)
* Origine ancienne : environ 450 Ma
* 15 000 espèces
* Généralement de petite taille, mais
sphaignes de 1m p. ex. au Chili
25
Les Bryophytes – Écologie (2)
*Les mousses, associés aux épinettes, définissent une zone
de végétation au Québec: la pessière à mousses
* Elles sont aussi présentes dans les tourbières
26
Les Bryophytes – Utilité (3)
* Forment d’immenses dépôts de
matière organique non
décomposée, la tourbe.
* Exploitation commerciale au
Québec
* Isolation des toits (traditionnel
en Islande)
27
Les fougères, filicophytes (monilophytes), font partie de quel clade ?
Des trachéophytes, les PLANTES VASCULAIRES
28
Les Filicophytes = FOUGÈRES
Caractères dérivés propres (4)
– Feuille en fronde
– Fronde se déploie en crosse
– Tissus conducteurs
typiques
* Xylème et phloème
* = plantes vasculaires
– Sporanges en groupes.
*Ils contiennent les spores issues de la méiose. Les spores
germent et donnent le gamétophyte, qui reste très petit
29
Quels sont les différentes fonctions des tissus des plantes?
- Croissance
- Protection
- Métabolisme
- Transport
- Support
30
Les tissus des plantes
Tissu croissance
Les méristèmes
31
Les tissus des plantes
Tissu protection
Les épidermes
32
Les tissus des plantes
Tissu métabolisme
Parenchyme
33
Les tissus des plantes
Tissu transport
Xylème et phloème
34
Les tissus des plantes
Tissu support
Sclérenchyme et collenchyme
35
Les Filicophytes – cycle vital
1. Libération et
dispersion des spores
2. Développement d’un petit gamétophyte haploïde
3. Production de
gamètes (mâle = anthéridies, femelle = archégones)
4. Fécondation (sperm nage dans l'eau!!!!!)
5. Stade plus visible:
sporophyte diploïde
indépendant
6. Méiose
36
Gamétophyte et sporophyte dans mousses et autres plantes non vasculaires
(dominant/petit/dépendant)
Gamétophyte= Dominant
Sporophyte= petite, dépendant du gamétophyte. pour la nutrition
37
Gamétophyte et sporophyte dans Fougères et autres vasculaires SANS graines
(dominant/petit/dépendant)
Gamétophyte= Petit, photosynthétique et indépendant
Sporophyte= Dominant
38
Gamétophyte et sporophyte dans Vasculaires À GRAINE (gymnospermes et angiospermes)
(dominant/petit/dépendant)
Gamétophyte= petit, dépend des tissu du sporophyte qui l'entoure pour se nourrir
sporophyte = dominant
39
Les Filicophytes – Diversité
(nb espèces, répartition, formes)
* 9500 espèces (80% des non-angiospermes)
* Répartition mondiale
* Formes basses (communes) et arborescentes (maintenant rares)
40
Les Filicophytes – Évolution
Adaptations à la vie terrestre (2)
– Support
* Système caulinaire (tige)
* Tissus ligneux
– Accès à l’eau
* Système racinaire
* Tissus conducteurs
41
Les Filicophytes – Évolution
Limites (2)
– Gamétophyte indépendant
– Nage des spermatozoïdes (dans eau pour la fécondation)
42
Les Filicophytes – Évolution
(forêts, lien avec charbon)
* Ces plantes formaient des forêts au Carbonifère (290 –360 Ma) lorsque les
continents avaient de vastes surfaces
marécageuses.
* Le charbon est en grande partie issu
de l’accumulation de ces plantes mortes et de leur transformation suite
aux fortes pressions provoquées par le
recouvrement de ces débris par la mer.
43
Quel est l’événement majeur de l’évolution des végétaux terrestres ?
Diversification et la dominance des angiospermes
(fin du Mésozoïque- Crétacé et début Cénozoïque- Paléogène)
44
Qu'est-ce qu'une fougère épiphyte?
Elle pousse sur d'autres végétaux, le plus souvent des arbres
45
Diversification des fougères épiphytes (qté fougères actuelles, moment de la diversification et réponse aux nouvelles niches)
* Elles forment maintenant le 1/3 des
espèces de fougères actuelles
* Lors de la montée des Angiospermes,
qui forment les forêts tropicales
* Réponse ‘opportuniste’ face à de nouvelles niches
46
Quand s'est produit la diversification des fougère épiphyes?
À la fin du Crétacé
47
Certaines fougères ont acquis le néochrome. C’est quoi cette marde là?
Deux photorécepteurs fusionnés
48
Certaines fougères ont acquis le néochrome. Que permet-il? À quoi cela aurait-il contribué?
une réception et réaction à une gamme élargie de lumière
aurait contribué à leur succès dans
la zone ombragée des forêts lorsque les
angiospermes sont devenus dominants à
la fin du Crétacé (100 => 66 Ma)
49
Les spermatophytes englobent quel type de plantes ?
Toutes les plantes à graines
50
Les Spermatophytes (plantes à graines)
Caractères dérivés propres- MORPHOLOGIE
– Ramifications par bourgeons à l’aisselle des feuilles
– La tige présente une croissance secondaire. Le cambium
donne naissance au bois (bo) et au liber (lib), qui donneront
le xylème et le phloème
51
Les Spermatophytes (plantes à graines)
Caractères dérivés propres- REPRODUCTION
– Gamétophyte femelle réduit: l’ovule contient le gamétophyte
(gap) et les archégones (arg) et il est protégé par le tégument
(tg).
– Gamétophyte mâle réduit à quelques cellules, dont le POLLEN
* qui possède plusieurs noyaux dans un cytoplasme non divisé.
Certains noyaux deviennent les spermatozoïdes
* Qui germe en formant un tube pollinique qui s’implante dans
l’ovule
– L’ovule mature contenant un embryon = la graine
– La graine est une unité sexuée de dissémination comprenant un
sporophyte embryonnaire, des réserves nutritives et des
téguments
52
Comment appelle-t-on l’ovule mature fécondée contenant un embryon
La graine
La graine est une unité sexuée de dissémination comprenant un sporophyte embryonnaire, des réserves nutritives et des téguments
53
Les Spermatophytes (plantes à graines)
2 types, nb espèces/types
Angiospermes = 300 000
Gymnospermes (dont Pinales) = 600
54
Les Pinales (conifères)
caractéristiques dérivées (4)
– Feuilles avec une seule nervures et en forme d’aiguille,
d’épine ou éventail
– Monoïque (les deux sexes sont sur le même individu)
– Ovules – et ensuite la graine après la fécondation - sur la
surface supérieure d’écailles ligneuses dont l’ensemble
forme un cône femelle.
– Pollen ailé
55
Quel est le cycle vital pour les spermatophytes ?
Alternance des générations
56
Expliquer le cycle vital des conifères
1. Chaque arbre porte des cônes femelles et des cônes mâles
2. MÂLE
microsporocytes se divisent par méiose et produisent microspores haploïdes. Microspore se développe en grain de pollen
3. FEMELLE
écailles du cône portent chacune deux ovules. Chaque ovule contient mégasporange
4. Pollinisation.
Grain de pollen pénètre ovule et germe en formant tube pollinique qui creuse chemin à travers mégasporange
5. Pendant formation tube pollinique, l’unique MÉGASPOROCYTE se divise par méiose engendre quatre cellules haploïdes. Une survit et devient MÉGASPORE
6. MÉGASPORE devient gamétophyte femelle renfermant archégones qui produit OOSPHÈRES
7. Pendant que les OOSPHÈRES préparent fécondation, 2 SPERMATO achèvent développement tube pollinique jusqu’au gamétophyte femelle. Fécondation lorsque noyau spermato se lit à oosphère
8. FÉCONDATION un an après pollinisation. Oosphères peuvent être fécondées. Ovule devient graine+réserve nourriture+enveloppe protectrice
57
Quel est le type de SPOROPHYTE présent pour chaque groupe de végétaux ?
Mousses: Petit, dépend gamétophyte
Fougères: Dominant
Vasculaires à graines: Dominant
58
Quel est le type de GAMÉTOPHYTE présent pour chaque groupe de végétaux
Mousse: dominant
Fougère: petit, photosynthétique et indépendant
Graines: Petit, dépend des tissus du sporophyte qui l'entoure pour se nourrir
59
Les Pinales (Conifères)
Cycle vital – éléments- clés
FEMELLE
Un mégaspore devient le gamétophyte femelle dans
l’ovule et produit les archégones qui deviendront des oosphères
(qui seront fécondées)
60
Les Pinales (Conifères)
Cycle vital – éléments- clés
MÂLE
Les microspores deviennent les pollens; le pollen produit un tube pollinique qui ‘creuse’ le mégasporange femelle
61
Les Pinales (Conifères)
Cycle vital – éléments- clés
FÉCONDATION OOSPHÈRE
donne l’embryon, il est entouré
de réserves nutritives issues du gamétophyte et d’un tégument;
le tout forme la graine - un embryon qui entre en vie ralentie -
et est attaché à l’écaille du cône femelle.
62
Conifères
Adaptations à la vie terrestre (4)
– Dominance du sporophyte
(diploïde)
– Gamétophytes réduits et sur
sporophyte
– La pollinisation aérienne (pollen
ailé)
– L’embryon est dans une graine
(développement lent, protection)
63
Conifères - Diversité
nb espèce actuelle, répartition, climat, diversification + élevée ou -, fossiles
* 600 espèces actuelles, < 1% des espèces de plantes
* Répartition mondiale
* Arbres dominants des climats froids (hautes latitudes et
altitudes (mais aussi présents dans les climats tempérés humides,
et même chauds et secs)
* Beaucoup plus diversifiés dans le passé – dominé le domaine terrestre dans le Triassique et
Jurassique (250 à 150 Ma, avant que les angiospermes
prennent le dessus!)
* Fossiles avec morphologie souvent très similaire aux
espèces actuelles
64
Quelle quantité de spermatophytes est d'origine hybride?
La 1/2
65
Les Angiospermes
* Ce sont les plantes à fleurs
(ou à fruits)
* Ce sont les plantes
actuelles les plus
diversifiées de la planète
* L’origine remonte à au moins 130 Ma,
probablement > 200 Ma
66
Angiospermes
Caractères dérivés propres (morphologie)
– Bois complexe (si il existe) avec vaisseaux et fibres (pour le soutien)
– Phloème avec cellules compagnes
qui aident à la circulation de la sève
élaborée
– Xylème avec de vrais vaisseaux
(éléments de vaisseaux)
67
Angiospermes
Caractères dérivés propres
(reproduction) = fleur, gamétophytes, fécondation, fruit
– Fleur avec (en général) 4 séries de pièces
– Gamétophytes très réduits
* Gamétophytes mâle dans le grain de pollen à trois noyaux
* Gaméthophyte femelle formant le sac embryonnaire
– Double fécondation
– Angiospermie (formation du fruit)
68
Angiospermes
Caractères dérivés propres
Fleur
– Fleur avec quatre verticilles
* Calice = sépales
* Corolle = pétales
* Androcée = étamines (anthère + filet)
* Gynécée = carpelle (stigmate + style + ovaire)
– Fleur monoïque (2 sexes) et fleur dioïque (unisexuée)
69
Angiospermes
– Le grain de pollen à trois noyaux
2 cellules haploides
- gamétophyte mâle.
- 2 cellules haploides;
*Cellule végétative avec noyau végétatif
*Cellule reproductrice – ou
‘générative’ - avec noyau reproducteur. Ce noyau se divisera pour donner deux spermatozoïdes (gamètes).
70
Angiospermes– Le sac embryonnaire
* gamétophyte femelle
* Plusieurs cellules dont:
– Oossphère qui sera fécondé en
1er = zygote 2n
– Cellule centrale qui sera fécondée
ensuite = l’albumen (3n)
DOUBLE FÉCONDATION
71
Explication cycle vital des angiospermes
1. Anthère. microsporange renferme des microsporocytes dont méiose produit microspores
2. microspore + mitose = pollen. Gamétophyte se divise en deux pour former 2 spermato. Cellule végétative formera tube pollinique
3. Dans mégasporange, mégasporocyte subit méiose produit 4 mégaspores. Un seul survit et donnera gamétophyte femelle
4. Après pollinisation, 2 noyaux spermato déposés ovule
5. DOUBLE FÉCONDATION spermato féconde oosphère = zygote. Autre spermato féconde cellule centrale et forme albumen (réserve nourriture)
6. Zygote devient embryon enveloppé graine + réserve nourriture
7. Lorsque graine germe, embryon devient sporophyte
72
Le reste de l’ovaire des angiospermes donnent quoi ?
Les tissus du fruit
73
V/F Chez les angiospermes, les magnolidés sont plus près des eudycotylédones que des monocotylédones ?
Vrai
74
Caractéristiques des magnoliidés
- Étamines nombreuses et spiralées
- Feuille à marge entière
75
Nombre d'espèces de magnoliidés + 3 exemples
10 000
magnolia, vrai laurier, poivrier
76
Répartition magnoliidés
Tropicale seulement
77
Monocotylédones
caractéristiques
– Un seul cotyledon
60 000 espèces
78
Dicotylédones
caractéristiques
- 2 cotyledons
200 000 espèces
79
Monocotylédones
Traits dérivés propres (exemples) (3)
* Feuilles à nervation principale parallèle convergent à l'apex, souvent
embrassante à la base
* Fleur à symétrie trimère (trois éléments)
* Fruits = capsule
80
Monocotylédones
Diversité, écologie et utilité
- Bcp plantes aquatiques
- surtout des plantes herbacées (herbes et non arbres)
-Poacés (dans Poales)
- Plantes cultivées importantes:
mais, bananes, oignons, asperges
81
Monocotylédones- Poacés (dans Poales)
* diversification et formations de grands écosystèmes ouverts comme les plaines les steppes; associés à l’évolution de
plusieurs grands mammifères
* importance agronomique énorme (riz, blé, mais)
82
Les angiospermes
adaptations à la vie terrestre
Apparition des formes herbacées
- Les conifères = arbres ou des arbustes.
* utilisent beaucoup d’énergie pour construire leur appareil végétatif= ++ temps pour pouvoir se reproduire = doit survivre aux saisons
AU CONTRAIRE les espèces herbacées (angiospermes monocotylédones) = développent rapidement un appareil végétatif modeste et achèvent cycle reproduction pendant période favorable et passent la mauvaise saison sous forme de graine
83
Eudicotylédones
Traits dérivés propres (exemples) (3)
*Fleur à symétrie dimère (deux
éléments)…mais modifiée par la suite
* Anthères avec 4 loges polliniques
* Pollen à trois apertures pour la sortie du tube pollinique
84
Eudicotylédones
Diversité
* Les deux groupes hyper-diversifiés sont les Rosidés et les Astéridés = + 80 000 espèces/ clade
* Ces deux clades appartiennent au "Pentapétalés"
- fleur = symétrie pentamérique (5 éléments)
85
Eudicotylédones
écologie
* Les Eudycot dominent les forêts du monde entier
86
Eudicotylédones
Utilité
* Bcp arbres et plantes d’importance
– Pommier, noisetier, baobab, acajou, etc.
– Fèves
– Concombres et courges
*plusieurs arbres
fixateurs d’azote
87
Angiospermes - Évolution
la diversification et la dominance des
Angiospermes = fin
Mésozoïque (Crétacé) et le début
du Cénozoïque (Paléogène)
88
Qui les angiosperme ont remplacé?
Dominance écologique par remplacement des Gymnospermes
89
Quand les angiospermes ont pris le dessus?
105 Ma (5-20% flore)
65 Ma- fin Crétacé (80-100% flore)
90
Où les angiospermes ont pris le dessus?
Faibles latitudes => poles
91
Causes dominance angiospermes?
o Croissance rapide et la rétroaction
positive sur la quantité de nutriments
o Ensuite: pollinisation et dispersion par les animaux
92
Résultats de la radiation des angiospermes
forte diversité!!!
93
Amélioration de la pollinisation
Phinophytes
pollinisation anémophile=
grains de
pollens sont aléatoirement
transportés par le vent
94
Amélioration de la pollinisation
angiospermes
pollinisation
entomophile
pollen est transporté de manière ciblée par les insectes= +++ chances fécondation
95
insectes assurent la
fécondation de quel % des plantes cultivées et sauvages
84% des plantes CULTIVÉES
80% plantes SAUVAGES
96
Comment s’appelle le remplacement de dominance des gymnospermes par les angiospermes
DOMINANCE ÉCOLOGIQUE
97
Amélioration de la dissémination des graines
3 facteurs qui aident
- par le fruit
- animaux
- vent
98
Adaptations angiosperme
plantes en C4
Plantes C4
Rubisco souvent inefficace car sensible [O2]
C4 permet compartimenter réactions et d’éviter ce problème
Transitions variables C4 (convergence) pour certaines espèces où [O2] plus rare
99
Angiospermes - adaptation
Évolution face à l’herbivorie
Défense:
* Résistance: p. ex. épines
* Tolérance: reduction des dommages
* Évitement phénologique : croissance décalée
Compensation et sur-compensation = > Mutualisme
100
Angiospermes - impact diversité animale (insectes)
* La diversité des angiospermes profite aussi aux insectes phytophages!
* Les clades d’insectes se nourrissant de plantes sont
diversifiés
* L’augmentation du nombre d’insecte phytophages avec diversification angiospermes
Curculionidae
Cerambycidae
Chrysomelidae
Évolution et biodiversité
flashcards
Decks in class (5)
# Cards
