botanique 3 1

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BIO 101-NYA ÉVOLUTION ET REPRODUCTION Gilles Bourbonnais Cégep de Sainte-Foy Origines Origines de de la la vie Origines de la vie – à 4 Ga (Ga, giga a org Sni* to View Terre et système solaire: — 4,6 GA Au début : intense bombardement de météorites : chaleur Pas d’eau liquide donc pas de vie. Vie débute avec l’eau liquide (entre À llre : l’horloge de la Terre À lire : la formation de la erre Les plus anciennes traces de vie Stromatolites : les plus anciennes remontent à 3,5 GA Jardin géologique à l’université Laval (entre le Vachon et le Comtois) yanobactéries forment généralement des colonies de formes diverses.

Le plus souvent, elles se lient les unes aux autres pour former de longs filaments. Cyanobactéries L’oxygène atmosphérique provient des végétaux (pas de 02 dans l’atmosphère lors de la formation de la planète). Augmentation de la teneur en 02 de l’atmosphère se fait surtout entre —1 GA et —2 GA Oxygène = déchet hautement toxique pour la vie (oxyde la matière organique). Les organismes vivants ont dû s’y adapter ou périr. L’oxygène provenant des végétaux a d’abord été absorbé par es métaux (surtout le fer) dissous dans les océans : formation des

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gisements de fer rubané (2,3 à 1,7 GA).

Le fer oxydé au contact de l’oxygène est moins soluble que le fer non oxydé. Il précipite alors pour former des dépôts. On estime que la quantité d’oxygene combiné au fer dans les formations de fer rubanées correspond à 20 fois la quantité de dioxygène (02) de l’atmosphère actuelle. Évolution des végétaux La vie aquatique • Pas de gravité donc pas besoin de soutien • Pas de danger de dessèc Les plantes terrestres doivent donc se diviser en deux : ?? Partie dans le sol : système racinaire (racines) • Partie aérienne : système caulinaire (tige, feuilles, fleurs, etc. Entre les deux systèmes : des tissus conducteurs assurent le lien • Xylème : transporte sève brute (eau et minéraux puisés par les racines) • Phloème : transporte sève élaborée (sucres et autres matières organiques élaborées par les feuilles) vers les parties qui ne font pas de photosynthèse Ces tissus permettent aussi de soutenir les parties aériennes, de les élever audessus du sol (et des autres plantes). Évolution des plantes

La classification des plantes Plantes INVASCULAIRES : pas de vaisseaux conducteurs • Bryophytes (Mousses) Plantes VASCULAIRES : vaisseaux conducteurs • Ptéridophytes (Lycopodes, Prêles, Fougères) • Spermatophytes (Plantes produisant des graines) • Gymnospermes (Conifères et formes apparentées) • Angiospermes (Plantes à fleurs) • Monocotylédones • Dicotylédones INVASCULAIRES Plantes VASCULAIRES • ptéridophytes (Lycopodes, prêles, Fougères) • Spermatophytes (Plantes produisant des graines) Gymnospermes (Conifères et formes apparentées) Angiospermes (Plantes à fleurs)

Les plantes vasculaires Cooksonia, la plus ancienne plante vasculaire connue 400 MA) Ptéridophytes actuels . Lycopodes, Prêles et Fougères Fougère Prêles Lycopode Ptéridophytes (Prêles, Lycopodes et Fougères) • Vaisseaux conducteurs véritables • Racines et feuilles véritables • Tissus ligneux (bais) • Mais, reproduction encore par gamètes aquatiques Donc • Peuvent former de hautes structures arborescentes • Mais doivent avoir de l’eau pour se reproduire (gamètes aquatiques) • Doivent donc vivre dans des milieux humides (au moins au moment de la re graines)

D Gymnospermes (Conifères et formes apparentées) C] Angiospermes (Plantes à fleurs) Plantes à graine (spermaphytes) : Gymnospermes et Angiospermes – 720 espèces – 250 000 espèces Gymnospermes (conifères et plantes apparentées) : Gamète mâle aérien (transporté par le vent) = grain de pollen L’union du gamète mâle au gamète femelle produit un embryon possédant une réserve de nourriture et une enveloppe lui permettant de résister au dessèchement = graine Grain de pollen de Pin Cône femelle produit les gamètes femelles (ovules) Cône mâle : produit les gamètes mâles grains de pollen) La fécondation de l’ovule produit une graine résistante au dessèchement qu’environ 100 espèces aujourd’hui La classe des Angiospermes se divlse en deux sous-classes : Cotylédons (ou eucotylédones) Dicotylédone Monocotylédone – feuilles primordiales La fleur Partie femelle = • Stigmate • style • Ovaire CARPELLE L’ovaire contient un ou plusieurs ovules. partie mâle = ÉTAMINES Les sépales sont parfois identiques aux pétales (ex. tulipe) • Anthère : contient les grains de pollen • Filet tube s’enfonce dans le style jusqu’à l’intérieur de l’ovaire où il ejoint un ovule. Deux noyaux contenus dans le grain de pollen « coulent » dans le tube jusqu’à l’ovule où ils se fusionnent avec les noyaux de celui-ci. Tube pollinique Différents mécanismes empêchent généralement le pollen d’une fleur de féconder la même fleur ou une fleur de la même plante.

Tube pollinique dans le style Ovule (notez que l’ovule est pluricellulaire, il contient plusieurs noyaux; deux de ceuxci seront fécondés) Noyaux du grain de pollen qui fécondent les noyaux de l’ovule Les styles traversés par les tubes polliniques peuvent être très longs Chacun des grains de l’épi de mais résulte de la fécondation d’un ovule par un grain de pollen. par le vent sont généralement réduites ou absentes. Fleurs mêles d’un Bouleau jaune (ou Merisier) (Betula Alleghaniensis ) Fleurs de l’érable à sucre (Acer saccharum) Transport par les insectes : • La fleur fournit de la nourriture à l’insecte : nectar et parfois pollen. • L’insecte permet le transport du pollen de fleurs en fleurs et donc la fécondation.

Plusieurs espèces végétales ont évolué de façon à n’être pollinisées que par une espèce ou un groupe bien précis ‘insectes qui, eux, se sont adaptés de plus en plus à butiner cette espèce végétale en particulier COÉVOLUTION Seuls certains papillons ont une trompe assez longue permettant d’atteindre le nectar placé au fond du réceptacle de cette fleu . La fleur est adaptée au papillon, le papillon est adapté à la fleur. Quel est l’avantage de cette association étroite pour la fleur ? Pour le papillon ? Après la fécondation Ovule fécondé D graine (emb on + réserve de nourriture) La paroi de l’ovaire forme I ui enveloppe nombre d’ovaires.

Les « petits poils » sont les styles de ces ovalres. Endocarpe Mésocarpe Graine (pépin) La pomme est un cas particulier: L’endocarpe est lignifié. Il délimite le cœur (la partie dure qui ressemble à une membrane mince de plastique). La partie charnue (ce que l’on mange) se forme ? partir du mésocarpe et du réceptacle (la base de la fleur). Réceptacle « Chaque pomme est une fleur qui a connu l’amour » Félix Leclerc Le fruit n’est pas toujours charnu Graine Péricarpe Certains fruits sont dispersés par le vent : Certains flottent et sont transportés par l’eau Le plus souvent, les graines utilisent les animaux pour se disperser : *AGF g c,Fq