Résultats d’apprentissage
- Identifier les principales caractéristiques des bryophytes
Les bryophytes sont le groupe de plantes qui sont le plus proche parent existant des premières plantes terrestres. Les premiers bryophytes (hépatiques) sont probablement apparus à l’Ordovicien, il y a environ 450 millions d’années. En raison du manque de lignine et d’autres structures résistantes, la probabilité que les bryophytes forment des fossiles est plutôt faible., Certaines spores protégées par la sporopollénine ont survécu et sont attribuées à des bryophytes précoces. À la période silurienne, cependant, les plantes vasculaires s’étaient répandues à travers les continents. Ce fait convaincant est utilisé comme preuve que les plantes non vasculaires doivent avoir précédé la période silurienne.
Plus de 25 000 espèces de bryophytes prospèrent dans des habitats principalement humides, bien que certaines vivent dans des déserts. Ils constituent la flore principale des milieux inhospitaliers comme la toundra, où leur petite taille et leur tolérance à la dessiccation offrent des avantages distincts., Ils manquent généralement de lignine et n’ont pas de trachéides réelles (cellules du xylème spécialisées pour la conduction de l’eau). Au contraire, l’eau et les nutriments circulent à l’intérieur de cellules conductrices spécialisées. Bien que le terme non-trachéophyte soit plus précis, les bryophytes sont communément appelés plantes non vasculaires.
Dans un bryophyte, tous les organes végétatifs visibles—y compris les structures photosynthétiques en forme de feuille, le thalle, la tige et le rhizoïde qui ancre la plante à son substrat-appartiennent à l’organisme haploïde ou gamétophyte. Le sporophyte est à peine perceptible., Les gamètes formés par les bryophytes nagent avec un flagelle, tout comme les gamètes de quelques trachéophytes. Le sporange-la structure reproductrice sexuelle multicellulaire-est présent chez les bryophytes et absent chez la majorité des algues. L’embryon de bryophyte reste également attaché à la plante mère, ce qui la protège et la nourrit. C’est une caractéristique des plantes terrestres.
Les bryophytes sont divisés en trois phyla: les hépatiques ou Hépaticophyta, les hornworts ou Anthocerotophyta, et les mousses ou Bryophyta véritable.,
Hépatiques
Les hépatiques (Hepaticophyta) sont considérées comme les plantes les plus proches de l’ancêtre qui s’est déplacé vers la terre ferme. Les hépatiques ont colonisé tous les habitats terrestres de la Planète et se sont diversifiées pour atteindre plus de 7 000 espèces existantes (figure 1).
la Figure 1. Ce dessin de 1904 montre la variété des formes de Hepaticophyta.
la Figure 2. Une liverwort, Lunularia cruciata, présente son thalle plat lobé., L’organisme sur la photographie est au stade gamétophyte, mais n’a pas encore produit de gamétangie. Les gamétophytes de Lunularia produisent des gemmes en forme de croissant (cerclées), qui contiennent des spores asexuées. Les minuscules points blancs à la surface du thalle sont des pores d’air.
Les hépatiques lobées forment un thalle plat, avec des lobes qui ont une vague ressemblance avec les lobes du foie, comme le montre la figure 2. Des ouvertures dans le thalle qui permettent le mouvement des gaz peuvent être observées chez les hépatiques. Cependant, ce ne sont pas des stomates, car ils ne s’ouvrent pas et ne se ferment pas activement par l’action des cellules de garde., Au lieu de cela, le thalle prend de l’eau sur toute sa surface et n’a pas de cuticule pour empêcher la dessiccation, ce qui explique leurs habitats humides préférés.
La figure 3 représente le cycle de vie d’une hépatique lobée. Les spores haploïdes germent en thalles aplatis attachés au substrat par de minces filaments unicellulaires. Les structures en forme de tige (gamétophores) poussent à partir du thalle et portent des gamétangies mâles et femelles, qui peuvent se développer sur des plantes séparées ou individuelles, ou sur la même plante, selon les espèces. Les gamètes mâles flagellés se développent au sein des anthéridies (gamétangies mâles)., Les gamètes femelles se développent au sein de l’archégonie (gamétangie femelle). Une fois libérés, les gamètes mâles nagent à l’aide de leurs flagelles jusqu’à un archégonium, et la fécondation s’ensuit. Le zygote se développe en un petit sporophyte encore contenu dans l’archégonium. Le zygote diploïde donnera naissance, par méiose, à la prochaine génération de spores haploïdes, qui peuvent être disséminées par le vent ou l’eau. Chez de nombreuses hépatiques, la dispersion des spores est facilitée par des élatères—de longues cellules simples qui changent soudainement de forme à mesure qu’elles se dessèchent et jettent les spores adjacentes hors de la capsule des spores.,
Les plantes hépatiques peuvent également se reproduire de manière asexuée, par la rupture de « branches” ou la propagation de fragments de feuilles appelés gemmes. Dans ce dernier type de reproduction, les gemmes—de petits morceaux de plante intacts et complets qui sont produits dans une tasse à la surface du thalle—sont éclaboussés de la tasse par des gouttes de pluie. Les gemmae atterrissent ensuite à proximité et se développent en gamétophytes.
la Figure 3.Le cycle de vie d’une hépatique lobée typique est montré., Cette image montre une hépatopathie dans laquelle les anthéridies et les archégonies sont produites sur des gamétophytes séparés. (crédit: modification de travail par Mariana Ruiz Villareal)
Hornworts
la Figure 4. Les Hornworts poussent un sporophyte grand et mince. (crédit: modification des travaux de Jason Hollinger)
Les Anthocerotophyta (Anthocerotophyta) appartiennent au vaste groupe des bryophytes. Ils ont colonisé une variété d’habitats sur terre, bien qu’ils ne soient jamais loin d’une source d’humidité., Le gamétophyte bleu-vert court est la phase dominante du cycle de vie d’un hornwort. Le sporophyte étroit en forme de tuyau est la caractéristique déterminante du groupe. Les sporophytes émergent du gamétophyte parent et continuent de croître tout au long de la vie de la plante (figure 4).
Les stomates apparaissent dans les hornworts et sont abondants sur le sporophyte. Les cellules photosynthétiques du thalle contiennent un seul chloroplaste. Les cellules du méristème à la base de la plante continuent à se diviser et à s’ajouter à sa hauteur., De nombreuses hornworts établissent des relations symbiotiques avec des cyanobactéries qui fixent l’azote de l’environnement.
Le cycle de vie des hornworts (Figure 5) suit le schéma général d’alternance des générations. Les gamétophytes poussent comme des thalles plats sur le sol avec des gamétangies incrustées. Les spermatozoïdes flagellés nagent jusqu’à l’archégonie et fécondent les œufs. Le zygote se développe en un sporophyte long et mince qui finit par s’ouvrir, libérant des spores. Des cellules minces appelées pseudoélaters entourent les spores et aident à les propulser plus loin dans l’environnement., Contrairement aux élatères observés chez les prêles, les pseudoélaters de la corneille sont des structures unicellulaires. Les spores haploïdes germent et donnent naissance à la prochaine génération de gamétophytes.
la Figure 5. L’alternance de génération dans les hornworts est montrée. (crédit: modification du travail de « Smith609 » /Wikimedia Commons basé sur le travail original de Mariana Ruiz Villareal)
Mousses
Les mousses sont les plus nombreuses des plantes non vasculaires. Plus de 10 000 espèces de mousses ont été cataloguées., Leurs habitats varient de la toundra, où ils sont la végétation principale, au sous-étage des forêts tropicales. Dans la toundra, les rhizoïdes peu profonds des mousses leur permettent de se fixer à un substrat sans pénétrer dans le sol gelé. Les mousses ralentissent l’érosion, stockent l’humidité et les nutriments du sol et fournissent un abri aux petits animaux ainsi que de la nourriture aux plus gros herbivores, tels que le bœuf musqué. Les mousses sont très sensibles à la pollution de l’air et sont utilisées pour surveiller la qualité de l’air., Ils sont également sensibles aux sels de cuivre, de sorte que ces sels sont un ingrédient commun des composés commercialisés pour éliminer les mousses des pelouses.
Les mousses forment des gamétophytes minuscules, qui sont la phase dominante du cycle de vie. Les structures vertes et plates avec une nervure médiane simple-ressemblant à de vraies feuilles, mais dépourvues de stomates et de tissu vasculaire—sont attachées en spirale à une tige centrale. Les mousses ont des stomates uniquement sur le sporophyte. L’eau et les nutriments sont absorbés directement par les structures foliaires du gamétophyte. Certaines mousses ont de petites branches., Un système conducteur primitif qui transporte l’eau et les nutriments remonte la tige du gamétophyte, mais ne s’étend pas dans les feuilles. De plus, les mousses sont ancrées au substrat—qu’il s’agisse du sol, de la roche ou des tuiles—par des rhizoïdes multicellulaires, précurseurs des racines. Ils proviennent de la base du gamétophyte, mais ne sont pas la principale voie d’absorption de l’eau et des minéraux. L’absence d’un véritable système racinaire explique pourquoi il est si facile à déchirer la mousse de tapis de tronc de l’arbre. Les mousses occupent donc une position de seuil entre les autres bryophytes et les plantes vasculaires., Le cycle de vie de la mousse suit le modèle d’alternance des générations, comme le montre la figure 6.
la Figure 6. Cette illustration montre le cycle de vie des mousses. (crédit: modification de travail par Mariana Ruiz Villareal)
la Figure 7. Sporophyte de mousse. Cette photographie montre les longues tiges minces, appelées soies, reliées à des capsules de la mousse Thamnobryum alopecurum. L’opercule et les restes du calyptra sont visibles dans certaines capsules., (crédit: modification des travaux de Hermann Schachner)
La structure la plus familière est le gamétophyte haploïde, qui germe à partir d’une spore haploïde et forme d’abord un protonème—généralement, un enchevêtrement de filaments unicellulaires qui épousent le sol. Les cellules semblables à un méristème apical se divisent activement et donnent naissance à un gamétophore, constitué d’une tige photosynthétique et de structures ressemblant à du feuillage. Les gamétangies mâles et femelles se développent à l’extrémité de gamétophores séparés., Les anthéridies (organes mâles) produisent de nombreux spermatozoïdes, tandis que les archégonies (organes femelles) forment chacune un seul ovule à la base (venter) d’une structure en forme de flacon. L’archégonium produit des substances attractives et lors de la fécondation, le sperme nage le long du cou jusqu’au ventre et s’unit à l’ovule à l’intérieur de l’archégonium. Le zygote, protégé par l’archégonium, se divise et se développe en un sporophyte, toujours attaché par son pied au gamétophyte.
Le sporophyte de la mousse dépend du gamétophyte pour les nutriments., La seta mince (pluriel, setae), comme on le voit à la figure 7, contient des cellules tubulaires qui transfèrent les nutriments de la base du sporophyte (le pied) au sporange ou à la capsule.
Les cellules mères des spores du sporange subissent une méiose pour produire des spores haploïdes. Le sporophyte a plusieurs caractéristiques qui protègent les spores en développement et aident à leur dispersion. Le calyptra, dérivé des parois de l’archégonium, recouvre le sporange. Une structure appelée opercule se trouve à l’extrémité de la capsule de spores., Le calyptre et l’opercule tombent lorsque les spores sont prêtes à être dispersées. Le péristome, tissu autour de la bouche de la capsule, est constitué d’unités triangulaires et ajustées comme de petites « dents ». »Le péristome s’ouvre et se ferme, en fonction des niveaux d’humidité, et libère périodiquement des spores.
Question pratique
Laquelle des déclarations suivantes sur le cycle de vie de la mousse est fausse?
- La maturité gamétophyte est haploïde.
- Le sporophyte produit des spores haploïdes.
- Le calyptra bourgeonne pour former un gamétophyte mature.,
- Le zygote est logé dans le venter.
En résumé: Les bryophytes
Les plantes non vasculaires sans pépins sont petites, ayant le gamétophyte comme stade dominant du cycle de vie. Sans système vasculaire ni racines, ils absorbent l’eau et les nutriments sur toutes leurs surfaces exposées. Collectivement connus sous le nom de bryophytes, les trois principaux groupes comprennent les hépatiques, les hornworts et les mousses., Les hépatiques sont les plantes les plus primitives et sont étroitement liées aux premières plantes terrestres. Les Hornworts ont développé des stomates et possèdent un seul chloroplaste par cellule. Les mousses ont des cellules conductrices simples et sont attachées au substrat par des rhizoïdes. Ils colonisent les habitats difficiles et peuvent retrouver l’humidité après le dessèchement. La mousse sporange est une structure complexe qui permet la libération de spores loin de la plante mère.
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