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34.3:

Plantes sans graine vascularisées

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Seedless Vascular Plants

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Il existe trois grands groupes de plantessur Terre – les plantes non vasculaires,plantes vasculaires sans graines et plantes à graines. Les plantes vasculaires sans pépins ont été les premièresd’évoluer vers des systèmes vasculaires spécialisés- une adaptation qui les a aidés à devenirles premières grandes plantes sur Terre. Aujourd’hui, les plantes vasculaires sans pépins sont représentéespar les lycophytes et les monilophytes. Les lycophytes comprennent les sphaignes, les mousses et les couettes. Notamment, aucun des glycophytes n’est une vraie mousse,qui sont des plantes non vasculaires. Les monilophytes comprennent les fougères, les queues de cheval et les fougèreset leurs proches. Comme toutes les plantes, les plantes vasculaires sans pépinsafficher une alternance de générations dans leur viecomme le montre l’exemple suivant : une plante de fougère. Cela signifie qu’ils passent une partie de leur viecycle comme un haploïde gametophyte, et l’autre partiecomme un sporophyte diploïde. Comme les plantes non vasculaires, les plantes vasculaires sans pépinsse reproduisent à l’aide de spores, plutôt que de graines. Les spores sont haploïdes, et sont dispersées par des structuresappelé sori, groupé sur le dessous des feuilles. Les sori eux-mêmes contiennent de nombreux sporanges. À maturité, ces sporangesouvert, dispersant les spores haploïdes. Les spores se développent ensuite via mitose pour formerle gamétophyte haploïde. Au stade du gamétophyte – qui est généralement très petitet trouvé sur ou juste en dessous de la surface du sol -Les gamètes haploïdes sont formés par mitose. Un seul gamétophyte est bisexuel et développedeux structures différentes – la noridie et l’archéologie -qui produisent des gamètes respectivement sous forme masculine et féminine. Comme les plantes non vasculaires, le gamète mâle du spermeest flagellée et nécessite de l’eaupour se rendre à la gamète femelle – suivant un attractif chimiquepour trouver l’œuf. Parce que les gamètes dans un seul gamétophyteseront génétiquement identiques en raison de leur origine haploïde,Les croisements se produisent généralement entre différents gamétophytes. Les fougères peuvent empêcher toute auto-fécondationen faisant mûrir leurs anthéridies et leurs archéogoniesà des moments différents. Enfin, l’œuf fécondé fera croître un nouveau sporophyte diploïdedu zygote diploïde du gamétophyte,l’achèvement du cycle de vie. Comme les plantes à graines, les plantes vasculaires sans grainesont un cycle de vie dominé par les sporophytes. Cependant, contrairement aux autres grandes lignées de plantes,leurs gamétophytes plus petits peuvent vivre de manière indépendante -ce qui signifie qu’ils ne fournissent pas de nourriture au sporophyte,ou l’exiger du sporophyte. La caractéristique principale des plantes vasculaires sans pépins est sans douteest leur réseau spécialisé de tissus vasculaires, à l’instar de celui de lades plantes à graines. Cette adaptation leur a permis de transporter de l’eau, des nutriments,et d’autres matières organiques, et pour atteindre des tailles plus importantes -ce qui les distinguait de leurs parents non vasculaires.

34.3:

Plantes sans graine vascularisées

Les plantes vasculaires sans graines étaient les premières plantes hautes sur Terre

Aujourd’hui, les plantes vasculaires sans graines sont représentées par les monilophytes et les lycophytes. Les fougères, les plantes vasculaires sans graines les plus courantes, sont des monilophytes. Les psilotes (et leurs parents) et les prêles sont également des monilophytes. Les lycophytes comprennent les lycopodes, les sélaginelles et les isoètes — dont aucun n’est une vraie mousse.

Contrairement aux plantes non vasculaires, les plantes vasculaires, y compris les plantes vasculaires sans graines, ont un vaste réseau de tissus vasculaires composés de xylème et de phloème. La plupart des plantes vasculaires sans graines ont également de vraies racines et des feuilles. En outre, les cycles de vie des plantes vasculaires sans graines sont dominés par les sporophytes diploïdes producteurs de spores, plutôt que par les gamétophytes.

Cependant, comme les plantes non vasculaires, les plantes vasculaires sans graines se reproduisent avec des spores plutôt que des graines. Les plantes vasculaires sans graines sont également généralement plus reproductrices dans des environnements humides parce que leurs spermatozoïdes ont besoin d’un film d’eau pour atteindre les ovules.

Le cycle de vie des plantes vasculaires sans graines

Comme les animaux, les plantes vasculaires sans graines (et d’autres plantes) alternent entre la méiose et la fécondation pendant la reproduction. La méiose est un processus de division cellulaire qui produit des cellules haploïdes — qui contiennent un ensemble complet de chromosomes — à partir d’une cellule diploïde — qui contient deux ensembles complets de chromosomes. La fécondation, en revanche, produit une cellule diploïde appelée zygote par la fusion de cellules haploïdes appelées gamètes : les spermatozoïdes et les ovules.

Chez la plupart des animaux, seul le stade diploïde est multicellulaire, et les gamètes sont les seules cellules haploïdes. Les plantes, cependant, alternent entre les stades haploïdes et diploïdes qui sont tous deux multicellulaires ; c’est ce qu’on appelle l’alternance des générations. L’alternance des générations est une caractéristique de toutes les plantes qui se reproduisent sexuellement, mais la taille relative et la proéminence des stades haploïde et diploïde diffèrent d’une plante à l’autre.

Chez les plantes vasculaires sans graines (ainsi que les plantes avec graines), le stade diploïde du cycle de vie — le sporophyte — est dominant. Par exemple, ce que la plupart des gens reconnaissent comme une fougère est le grand sporophyte de fougère indépendante. Les sporophytes produisent des cellules haploïdes appelées spores par la méiose.

Une spore peut germer et se développer en gamétophyte — le stade haploïde du cycle de vie — par la mitose. Les gamétophytes produisent des ovules et des spermatozoïdes par mitose (contrairement aux animaux, qui produisent des gamètes par méiose). La plupart des plantes vasculaires sans graines produisent un type de spore qui donne naissance à un gamétophyte bisexuel. Les gamétophytes sont plus petits et moins complexes structurellement que les sporophytes, mais ils peuvent faire la photosynthèse et ne dépendent pas du sporophyte pour se nourrir ou se protéger.

Les ovules et les spermatozoïdes fusionnent par fécondation, formant un zygote diploïde. Le zygote se divise par mitose pour générer le sporophyte de fougère à frondes familier, poursuivant le cycle.

Suggested Reading

Jones, Victor A.s., and Liam Dolan. 2012. "The Evolution of Root Hairs and Rhizoids." Annals of Botany 110 (2): 205–12. [Source]

Pittermann, Jarmila, Craig Brodersen, and James E. Watkins. 2013. "The Physiological Resilience of Fern Sporophytes and Gametophytes: Advances in Water Relations Offer New Insights into an Old Lineage." Frontiers in Plant Science 4. [Source]

Sigel, Erin M., Eric Schuettpelz, Kathleen M. Pryer, and Joshua P. Der. 2018. "Overlapping Patterns of Gene Expression Between Gametophyte and Sporophyte Phases in the Fern Polypodium Amorphum (Polypodiales)." Frontiers in Plant Science 9 (September). [Source]