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Cours complet de Biologie Végétale SVT S2 pdf - Cormophytes

Cours complet de Biologie Végétale SVTU Semestre 2 (S2) PDF à Télécharger
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Pr. Ater / Pr. Kazzaz / Pr. Bouziane
Faculté des Sciences ¦ Département de Biologie


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INTRODUCTION AU COURS DE BIOLOGIE VEGETALE
I- Des évidences pas aussi évidentes !
I-1/ Pourquoi les plantes sont-elles si importantes ?
1. Forme dominante de vie sur notre planète
 Ce sont les organismes les plus évidents dans la nature.
 Producteurs primaires à la base de la chaîne alimentaire. Nourriture pour consommateurs et décomposeurs.
 Créent les habitats et climats.
2. Utiles pour l’homme
 nourriture
 fibres: coton, lin, papier
 matériaux structuraux: bois, carton, liège
 médicaments et drogues
 combustibles (actuel: bois, biomasse ; fossiles : charbon, pétrole)
 Café, thé, tabac, chocolat, épices….
I-2/ Qu’est ce qu’une plante ?
1. C’est un être vivant répondant aux caractéristiques générales de la vie
 Utilisation de l’énergie
 Croissance et entretien
 Réponse à l’environnement
 Reproduction et évolution
2. Définition d’une plante
La plus part des gens ont une notion familière de ce qu’est une plante : c’est quelque chose de vert et qui ne se déplace guère. Nous on va dire, une plante est un organisme photoautotrophe.
I-3/ Les plantes constituent-elle un règne ?
1. Tout d’abord combien de règnes ?
a. Vision ancienne du monde vivant et qui remonte à Aristote: deux règnes. Les caractéristiques de bases sont le comportement et la photosynthèse.
b. Vision actuelle reconnaît 5 règnes : Monera, Protista, Fungi, Plantae et Animalia.
Les caractéristiques de bases sont :
 le type cellulaire,
 la nutrition,
 la reproduction,
 les structures et fonctions caractéristiques.
Exemples de plantes cultivées à grandes importance économiques.



2. Où sont les plantes dans les cinq règnes ?
Elles sont présentes dans 3 ou 4 règnes sur les cinq. Si on respecte la définition donnée aux plantes, il s’agit de 3 règnes seulement.
II - Systématique :
Face à la diversité des êtres vivants et pour répondre à des besoins de survie, l’homme a appris très tôt à identifier les êtres vivants et à les classer, par exemple en formes «utiles » et formes « nuisibles ». Au sein des deux groupes, il a appris à distinguer différentes formes répondants à des utilisations variées (Alimentaires, Sanitaires, Outils etc..).
Donc, le sens de l’observation, de la description et de la reconnaissance des formes vivantes existe depuis les premières sociétés humaines. C’est ce qu’on appelle « Le concept typologique de l’espèce ». A titre d’exemples on peut citer les deux exemples suivants:
Exemple1: L’ornithologue américain DIAMOND rapporte que les ethnies Foré de la Nouvelle-Guinée disposent de 110 noms spécifiques pour les oiseaux, alors que les scientifiques reconnaissent 120 espèces. Il y a coïncidence dans 93 cas, dans 4 cas les Foré donnent des noms différents pour le mâle et la femelle de la même espèce (dimorphisme sexuel important) et 9 cas seulement où ils donnent le même nom à deux espèces ou plus.
Exemple2: D’autres ethnies, vivant en forêt tropicale et consommant des chenilles dans leur alimentation, savent très bien les reconnaître et en nommer un grand nombre mais rangent tous les papillons qui en sont issus sous un seul nom.
Ce processus à la fois descriptif et analytique qui est associé au développement des sociétés humaines, correspond au niveau scientifique à une importante branche de la Biologie comparée qu’on appelle la SYSTEMATIQUE.
II-1 Biologie générale et Biologie comparée:
La biologie générale ou biologie fonctionnelle est la Science de l’uniformité c’est à dire celle qui cherche les structures et les processus communs à tous les êtres vivants. Pour elle, la diversité entre les différents organismes est un bruit de fond qu’il faut couvrir afin de découvrir les grandes lois au sein de grandes théories unificatrices. Il s’agit des disciplines telles que: la Physiologie, la Biochimie, la Génétique etc... et des processus comme par exemple, la respiration, le mécanisme d’expression génique etc......
La biologie comparée ne cherche pas à taire ou à éviter la diversité mais au contraire elle en fait l’objet même de son étude. Elle s’intéresse à la classification des différentes formes vivantes et pour la majorité des biologistes elle est synonyme de Systématique.
II-2 Systématique:
La systématique est la Science des classifications des êtres vivants. On utilise également le terme Taxonomie mais ce dernier correspond plutôt à la science des lois de classification. Cependant, on peut admettre la synonymie, SYSTEMATIQUE = TAXONOMIE = FLORISTIQUE et FAUNISTIQUE.
Donc la systématique c’est la science qui se préoccupe à la fois de la diversité des êtres vivants et des relations entre eux. Elle procède par deux étapes:
1/ Etape analytique, descriptive:
Dans cette étape on constate et on étudie la variation. En premier, on réalise une description des êtres vivants. Ensuite on les nomme. C’est à dire on donne à chaque être vivant un nom spécifique, en respectant des règles précises qui sont fixées par le Code International de Nomenclature.
2/ Etape synthétique:
A ce niveau on interprète la variation constatée dans la précédente étape. Cette interprétation est réalisée en terme d’affinités et de relations éventuelles de type ancêtre/descendant. En effet, les êtres vivants vont être classés selon leur degré de ressemblance dans un système hiérarchique en essayant d’intégrer les relations de parentés, même très éloignées.
Les relations de type ancêtre / descendant constituent ce qu’on appelle la PHYLOGENIE (Mode de formation des espèces, développement des espèces au cours de l’évolution).
Le cours de Biologie Végétale (Cormophytes) donne les éléments de base de la systématique phylogénétique des végétaux supérieurs.
II-3 Unités systématiques:
L’unité de base est l’ESPECE. Ernest MAYR donne une définition biologique de l'espèce comme un ensemble d’individus interféconds et qui se ressemblent plus entre eux qu’ils ne se ressemblent avec des individus d’autres groupes; cette communauté de reproduction est isolée par une barrière reproductive (stérilité des hybrides).
Les espèces sont nommées en latin, c’est la nomenclature binomiale proposée par Linné en 1756 qui est toujours utilisée. Cette dernière correspond à un binôme dont le premier terme est le nom du GENRE, le deuxième terme est le nom de l’ESPECE. A ce binôme on associe le nom de l’auteur qui a décrit l’espèce, généralement, il est représenté par une ou plusieurs lettres.
Exemple: L’oignon, l’ail et le poireau sont trois espèces différentes, mais appartiennent au même genre: Allium.
Elles ont été décrites par Linné qui sera représenté par L.
L’oignon......... Allium cepa L.
L’ail.................Allium sativum L.
Le poireau......Allium porrum L.
Les unités systématiques par ordre hiérarchique décroissant sont résumées dans le tableau suivant:

Exemple: Quelques espèces de Chênes (Quercus)
- Quercus L. (1753).
- Quercus suber L.(1753),
- Quercus pyrenaica Willd. (1805),
- Quercus faginea Lamk. (1783), . . . etc.
Dans cet exemple, le chiffre entre parenthèse correspond à l’année où la description a été publiée.
III Diversité et principes de la classification des plantes
III-1 Opposition Eucaryotes / Procaryotes:
Il s’agit au niveau structurel de la principale coupure chez les êtres vivants. Les différences importantes peuvent être résumées (comparaison simplifiée) dans le tableau suivant:


III-2 Opposition Cormophytes / Thallophytes
III-2-1 Appareil végétatif:
L’appareil végétatif des Thallophytes est le thalle tandis que chez les Cormophytes c’est le cormus. Les différences importantes entre ces deux types d’appareils végétatifs peuvent se résumer dans le niveau de différenciation (tissus, organes et fonctions) et le mode de croissance. Le cormus correspond à un niveau de différenciation plus important que celui du thalle. En effet, il possède des organes spécialises (Tige, feuille et racine) remplissant des fonctions déterminées. Du point de vue théorique il s’agit d’axes télomiques.

Du point de vue type de croissance, le mode répandu chez les Thallophytes est la croissance intercalaire ou par une apicale à fonctionnement simple. Alors que, chez les Cormophytes la croissance se fait au niveau d’assises spécialisées qu’on appelle méristèmes ou assises génératrices. La croissance en longueur est apicale est peut être accompagnée d’une croissance en épaisseur. Les méristèmes sont généralement localisés au niveau des bourgeons terminaux ou axillaires.
III-2-2 Appareil reproducteur:
Les organes reproducteurs chez les Cormophytes sont protégés par une enveloppe cellulaire qui constitue la paroi des SPORANGES et des GAMETANGES. Alors que, chez les Thallophytes les SPOROCYSTES et les GAMETOCYSTES sont entourés uniquement de la paroi de la cellule mère.
III-2-3 Significations adaptatives:
L’ensemble de ces différences, correspond à des réponses adaptatives face au contraintes nouvelles que le milieu terrestre aérien impose aux végétaux et qui étaient absente dans le milieu aquatique. En effet, les plantes devront s’adapter à:
1/ Un milieu aérien sec. Donc, la nécessité de maintenir l’hydratation des tissus et de réguler les pertes en eau par évapotranspiration. C’est la fonction de l’épiderme stomatifére.
2/ Distribution hétérogène des éléments nutritifs due à la spécialisation des organes aérien dans la fonction d’assimilation et des organes souterrains dans celle de l’absorption. L’adaptation s’exprime par les tissus conducteurs XYLEME et PHLOEME.
3/ Milieu aérien de faible densité par rapport au milieu aquatique. D’où, les tissus de soutien pour garantir le maintien et le port des plantes.
III-3 Opposition Cryptogames/ Phanérogames:
On peut résumer les principaux traits de cette opposition dans les points suivants:
Cryptogames Phanérogames
1- Organes reproducteurs Cachés, peu distincts Bien apparents
2- Gamétophyte Prothalle libre, important Réduit, fixé sur le sporophyte
3- Fécondation Type aquatique, gamète mobile Autres
4- Sporange femelle Nu, pas d’ovule Ovule et graine
III-4 Opposition Gymnosperme / Angiosperme:
On retiendra à ce niveau deux différences majeures.
1/ L’ovule chez les Gymnospermes est nu. Chez les Angiospermes il est enfermé dans un ovaire dont la transformation après fécondation va donner le FRUIT.
2/ Les Angiospermes ont un mode de fécondation particulier: la double fécondation.
IV Organisation simplifiée de la classification des plantes
On présente ici une organisation simplifiée des plantes. Cependant, il faut comprendre que cette organisation ne correspond pas à la classification (systématique) officielle des plantes, chaque groupe peut être formé lui même de plusieurs unités taxonomiques. Par exemple les Ptéridophytes correspondent à 4 embranchements différents.
* Organismes procaryotes :
- Cyanophytes (Algues bleus).
* Organismes eucaryotes :
- Organismes à thalle, sporocystes et gamètocystes…………………..Thallophytes
Thallophytes autotrophes…………………………………….Algues
Thallophytes hétérotrophes…………………………………..Champignons
- Organismes à cormus, sporanges et gamètange……………………...Cormophytes
Cormophytes non vasculaires…………….……………….....Bryophytes
Cormophytes vasculaires…………………………………….Trachéophytes
Trachéophytes cryptogames………………………....Ptéridophytes
Trachéophytes phanérogames
A ovule nu …………………………………Gymnospermes
A ovule caché dans un Ovaire………………Angiospermes
V Diversité et importance relative des plantes dans le monde vivant :
L’inventaire des espèces est l’approche la plus ancienne et la plus classique pour caractériser la diversité biologique. D’une manière générale, il s’agit d’un travail permanent qui est loin d’être terminé. Au XVIIIe siècle on comptait 9000 espèces répertoriées alors qu’il y en a environ 1,7 million de nos jours.
Pour mieux saisir l’importance relative des plantes, on va les placer dans le contexte général en comparants l’importance des différents groupes de plantes entre eux et avec les autres formes d’êtres vivants.



VI Généralités sur la flore marocaine
La flore terrestre est estimée à environ 7000 espèces regroupant Champignons supérieurs (820 espèces), Lichens (760 espèces), Bryophytes (350 espèces) et plantes vasculaires (Ptéridophytes et Phanérogames, 4500 espèces). Malgré l’absence d’ouvrages de synthèse on estime que l’inventaire est relativement bien établi pour les plantes vasculaires, ce qui est loin d’être le cas chez les autres groupes.
La flore vasculaire est estimée à plus de 4500 espèces réparties sur 940 genres et 135 familles. La répartition des espèces montre que 9 familles seulement comptent plus de 100 espèces chacune et constituent les familles les plus importantes et les mieux représentées de la flore marocaine. En effet, la richesse floristique est concentrée dans ces 9 familles qui totalisent environ 2500 espèces soit près de 60% de l’effectif total de la flore.
VII Grandes lignes de la classification des plantes supérieures :
Vous trouverez ci-dessous les embranchements des plantes cormophytes suivant la classification adoptée dans le cours.

VIII Notion de type biologique
Il s’agit d’une classification écologique basée sur la situation et la protection des bourgeons, c’est à dire les organes essentiels à la pérennité de l’espèce, pendant la saison défavorable. Pour les pays froids, la saison défavorable est l’hiver car le froid représente un facteur limitant alors que pour les pays chauds la saison défavorable est la saison estivale sèche (été).
$ Plante annuelle.................................................................................Thérophytes
$ Plante vivace:
# Partie aérienne permanente et ligneuse. Bourgeons situés à une hauteur supérieure à 30 cm par rapport au niveau du sol.........................................Phanérophytes
Hauteur sup à 2m = Macrophanerophytes
Hauteur inf à 2m = Nanophanérophytes
# Partie aérienne situés à une hauteur inférieur à 30 cm par rapport au niveau du sol................................................................ ...........................Chaméphytes
Buisson ligneux de type dressé= Chaméphyte frutescent
Base de la tige seulement ligneuse= Chaméphyte sous frutescent
Tige herbacée appliquée au sol= Chaméphyte rampant
# Bourgeons situés à la surface du sol, plante acaule..............Hémicryptophytes
Grosse touffe, bourgeon à ras du sol= Hémi. cespiteux
Rosette en feuilles appliquées sur sol= Hémi. à rosette
Feuilles basales en rosette, plante herbacée de grande taille
avec tige haute et feuilles durant saison favorable= Hémi dressé
# Bourgeons enfouis et caché pendant la saison défavorable.....Cryptophytes
& Dans le sol....................................Géophytes
& Dans la vase..................................Hélophytes
& Dans l’eau.....................................Hydrophytes
L’une des difficultés de l’utilisation de ce système de classification est qu’une même espèce peut se présenter sous des types biologiques différents. Du point de vue écologique, ce changement est intéressant car il peut correspondre à des adaptations à des conditions différentes. On prendra comme exemple le Dactyle (Dactylis glomerata).
Le dactyle est une Graminée à large répartition géographique du nord de l’Europe au sud marocain et de fait est une espèce très polymorphe.
 Au Maroc, cette espèce achève son cycle de développement vers juin avec la sécheresse estivale et reste sous forme de rhizome enfouis dans le sol. L’appareil végétatif aérien disparaît complétement. Les premières pluies vont avoir lieu en automne (Octobre, Novembre) et la croissance va reprendre, les premières feuilles vont se former. L’hiver étant doux la croissance bien que ralentie et continue sans être stoppée. Elle devient maximale avec la floraison eau printemps. Donc il s’agit d’un Géophyte à rhizome et la mauvaise saison est la période estivale (Eté).
 En France dans la région de Montpellier, le cycle reprend très tôt en été grâce aux pluies estivales. On peut même parfois avoir une nouvelle floraison tardive. L’hiver étant rigoureux, on observe un arrêt net de la croissance. Les bourgeons sont stoppés au niveau du sol et sont protégés par les feuilles automnales. Donc ici il s’agit d’une Hémicryptophyte et la mauvaise saison c’est l’hiver.
Un autre exemple est le palmier nain ou doum (Chamaerops humilis), suivant les cas il peut se présenter en Chaméphyte (cas général, dans les habitats ouvert où il est soumis à la perturbation) et Phanérophyte (habitat relativement fermé et à l’abri des perturbations et dus stress comme dans les marabouts).



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