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FILIERE SCIENCES DE LA VIE
MODULE FLORISTIQUE
-- S4 --
COURS
Classification des principaux groupes botaniques actuels
Première partie : PTERIDOPHYTES ET GYMNOSPERMES
2011– 2012
K . MOUHRI ([email protected])
-- SOURCE d’oxygène = vie
-- Beaucoup de médicaments ou droguesproviennent du règne végétal:
La cocaïne est extraite des plants de coca,
la caféine des caféiers
nicotine des tabacs.
L'aspirine provient de l'écorce de saule.
Des préparations en herboristerie sont largement
utilisées en phytothérapie et de nombreux nouveaux médicaments, qui pourraient être fournis par les végétaux, attendent d'être découverts et
redécouverts. 4
3--Les plantes nous fournissent beaucoup
de substances naturelles dont l’Homme
ne pourrait s’en passer:
coton,
bois,
lin,
huiles végétales...
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•la taxinomie ou taxonomie : description des
caractères diagnostiques et différentiels.
la systématique : dénombrement et
classification des taxons dans un certain
ordre.
Et la floristique?
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La systématique végétale (floristique) est la
partie de la botanique qui a pour objet :
La description des plantes
la classification des plantes
selon les caractères :
morphologiques, cytologiques, biochimiques et de biologie moléculaire…
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Antiquité
Dioscoride :De materia medica, un
ouvrage sur les produits médicinaux et
qui décrit un peu moins d'un millier de
plantes. Il restera en usage au moins
jusqu'au XVIe siècle
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Albertus Magnus (1193 - 1280)
philosophe et alchimiste, décrivit dans
De vegetalibus de nombreuses plantes
et différencie pour la première fois les
Monocotylédones des Dicotylédones
selon la structure de la tige.
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Carl von Linné publie Species plantarum,
point du départ du système du binôme
linnéen et de la nomenclature
botanique qui normalise pour la
première fois l’appellation des espèces
végétales.
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SIG et outils de cartographie automatique (à partir d'imagerie satellitale, aérienne, au sol, etc. )
outils d'analyse biochimiques et génétiques (ADN, etc.)
La botanique "numérique" pourrait ainsi contribuer à :
- suivre les espèces introduites et/ou invasives
- suivre la chorologie (répartition des populations végétales), et les impacts des changements climatiques ;
- détecter la toxicité de plantes
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3 TYPES DE CLASSIFICATION:
Classification de Raunkier
(types biologiques)
Classification classique ou traditionnelle
issue de celle de Linné
Classification Phylogénétique
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La classification de Raunkier (types
biologiques, 1904) et d’organiser tous les
végétaux selon :
le positionnement des organes de survie
(et donc de leur méristèmes de
croissance) de la plante durant la
période défavorable.
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Types biologiques de Raunkiær :
1. Phanérophyte 2-3. Chamaephytes 4.
Hémicryptophyte 5-9. Cryptophytes 5-6.
Géophytes
La classification traditionnelle décrit six règnesdivisant le monde vivant :
les bactéries
les archées (procaryotes unicellulaires)
les protistes (eucaryotes unicellulaires)
les champignons (eucaryotes
pluricellulaires)
les végétaux „
les animaux „
La classification traditionnelle repose sur une hiérarchie fixe d’unités taxonomiques :
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Unités supraspécifiques
Embranchement – Sous Embranchement—Classe — Série – Ordre — Sous Ordre —Famille— Sous Famille —Tribu — Genre
Espèce
Sous espèceVariété Unités infraspécifiquesForme
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Le nom de l’espèce est constituée de 2 mots qui sont suivi du nom de l’auteur qui l’a décrite pour la première fois – le plus souvent abrégé –
La première lettre est toujours en majusculeet le reste est en miniscule.
Le nom de l’espèce est écrit en italique et il est toujours souligné :
E/ Chamaerops humilis L. (Linné)
si l’espèce n’est pas défini : Biscutella sp.
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Genre (G/) : ensemble d’espèces qui se ressemblent.
-- commence toujours par une majuscule et s’écrit en latin
--genres plurispécifiques:
Citrus sinensis (oranger doux), Citrus limon, C.reticulata, C.aurantium (oranger amer)
-- genres monospécifiques Ginkgo ---- Ginkgo biloba
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Famille (F/) : regroupe les genres ayant des caractères communs;
--Terminaison : acées ou aceae
--F/Rutacées : Citrus + autres genres(Ruta..)-- F/ Composées (F/Asteracées)
-- F/ Crucifères (F/Brassicacées)
Sous - Famille (S.F/)
--Terminaison : oïdées
Tribu (T/) : Terminaison : ées
F/Caryophyllacées - S.F/ SilenoïdéesF/Graminées - T/ Festucées
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Ordre (O/):
-- regroupe les familles voisines
-- terminaison : ale .. O/Equisetales..
Classe (Cl/) :
--regroupe les ordres voisins
-- terminaison : inées ..Cl/Equisetinées
Sous-Embranchement (S.E/) :S.E/Gymnospermes
Embranchemnt (E/) : E/ Cryptogames
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→ Règne : Végétaux
→ Embranchement : Spermaphytes
→ Classe : Monocotylédones
→ Ordre : Graminales
→ Famille : Poacées (Graminées)
→ Genre : Triticum
→ Espèce : T. aestivum = blé
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E/BRYOPHYTES (Cryptogames non vasculaires)
-- Cl/ Mousses -- Cl/ Anthocérotes
-- Cl/ Hépatiques
E/PTERIDOPHYTES (Cryptogames vasculaires)
-- Cl/ Psilophytinées
-- Cl/ Lycopodinées -- Cl/ Equisetinées
-- Cl/ Filicinées
E/SPERMAPHYTES (Phanérogames)
S/E Gymnospermes s.l
-- Cl/Préphanérogmes : F + O/Cycadales – O/Ginkyoales.-- Cl/ Gymnospermes s.s : F + Conifères : O/Pinales – O/Cupressales ..
-- Cl/ Chlamydospermes : O/Ephedrales – O/Welwitschiales - O/Gnetalesales.
S/E Angiospermes
-- Cl/ Monocotyledones
-- Cl/ Dicotyledones
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degré de parenté entre les espèces, et qui permet donc de comprendre leur histoire évolutive(ou phylogénie)
se base sur les comparaisons de molécules (ADN, protéines) appartenant à différentes espèces.
système exprimé par le CladogrammeChaque taxon devient un CLADE.
3 clades : Eubactéries, les Archées et les Eucaryotes.
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BRYOPHYTES
-- Marchantiophytes
-- Anthocérophytes
-- Bryophytes
PTERIDOPHYTES (Trachéophytes à spores)
-- Lycophytes
-- Sphénophytes
-- Filicophytes
SPERMATOPHYTES
-- Cycadophytes
-- Ginkyophytes
-- Pinophytes
-- Anthophytes
Gnétophytes
Angiospermes
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PTERIDOPHYTES OU CRYPTOGAMES VASCULAIRES
Généralités
-- groupe très ancien : 400 millions d’années
-- > 12 000 espèces .
-- appareil végétatif =
tige + feuilles + racines + rhizome
→ géophytes
Spores (n chromosomes) -> Gamétophyte bisexué : Anthéridie (organe reproducteur mâle )
Archégone (organe reproducteur femelle )
|
Fécondation (anthérozoides + oosphère ) ->Zygote (2n chromosomes)
|
Jeune sporophyte -> sporophyte âgé (rhizome, racines et feuilles avec sporanges sur la face inférieure ) -> Spores …
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Méiose
Cycle de
développement
d’une fougère :
G/Polypodium sp.
Anthérozoїde
Anthéridie
gamétophyte
Sporophyte
(2n)
Sporanges
Sore
Sporange
(2n)Spores (n)
Germination
des spores
Sporophyte (2n)
Feuille Sores
Indusie
Racine
Gamétophyte
(n)
Fécondation Oosphère
Archégone
Racines
Rhizome
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PTERIDOPHYTES OU CRYPTOGAMES VASCULAIRES
Organisation générale : rappel de cours de botanique de S2
- Appareil vasculaire
a - Tissus
- le liber : cellules libériennes et tubes criblés.
- le bois : trachéides (vaisseaux imparfaits) annelés et spiralés dans le
protoxylème, scalariformes (ponctuations horizontales en forme d’échelle)
dans le métaxylème.
b- Faisceaux :
-- Faisceau exarche : protoxylème externe
-- Faisceau endarche : protoxylème interne
-- Faisceau mesarche : protoxylème median
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Protoxylème
métaxylème
ProtoxylèmeProtoxylème
Faisceau endarche
Faisceau exarche
Faisceau mesarche
Planche 4 : Faisceaux chez les Ptéridophytes
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PTERIDOPHYTES OU CRYPTOGAMES VASCULAIRES
Organisation générale
- appareil vasculaire
– Stèles : deux types fondamentaux:
* protostèle : où la masse de bois est un cylindre plein
* siphonostèle : où la masse de bois est un cylindre creux
entourant une moelle centrale.
.
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PTERIDOPHYTES OU CRYPTOGAMES VASCULAIRES
Organisation générale
- appareil vasculaire
– Stèles : deux types fondamentaux:
* protostèle : où la masse de bois est un cylindre plein
1- haplostèle : le contour du bois est circulaire.
2- actinostèle : le contour du bois est étoilé
3- plectostèle : le bois alterne avec le liber.
4- polystèle protostélique : plusieurs haplostèles dans une seule tige.
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siphonostèle : où la masse de bois est un cylindre creux entourant
une moelle centrale :
5– siphono-amphiphloique : deux anneaux de liber un externe et un interne
.
6 - siphonoectophloique : un seul anneau de liber externe.
7 - soleno-amphiphloique : une brèche est visible après le départ d’une
trace foliaire.
8 - dictyostèle : plusieurs brèches sont visibles sur une coupe transversale
et les traces foliaires sont très rapprochées.
9 – polysiphonostélique : plusieurs siphonostèles emboîtées les unes dans
les autres.
Deux types de feuilles :
-- microphylles : petites feuilles à appareil vasculaire simple formé d’un seul faisceau qui se détache du cylindre central de la tige sans y laisser de brèches.
(Lycophytes et Sphenophytes)
-- macrophylles ou frondes ou mégaphylles : appareil vasculaire complexe multifasciculé
(Filicophytes)
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sporanges
* Eusporangiées = vrais sporanges :
sporanges à paroi épaisse formée de
plusieurs assises de cellules.
* Leptosporangiées = sporanges à paroi
mince formée d’une seule assise de cellules.
-- isosporie = spores identiques donc isoprothallie ou homoprothallie.
-- héterosporie = spores différentes :
■ des microspores nombreuses (issues d’un microsporange) après germination donnent des prothalles mâles ou microprothallesportant des anthéridies qui libèrent des anthérozoïdes
■ des macrospores , peu nombreuses (issues d’un macrosporange), qui, en germant vont donner des prothalles femelles ou macroprothalles portant des archégones avec une oosphère par archégone.
L’hétérosporie donne l’hétéroprothallie
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Systématique des Cormophytes
(à développer au fur et à mesure)
Cycle de développement général des Ptéridophytes:
spore >gaméthophyte (anthéridies+archégone)>
jeune sporophyte > sporophyte adulte
(racine+rhizome+feuilles)>
sores > sporanges >spores…
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Anatomie des ptéridophytes : 2 types de stèles :
I - protostèle :
1- haplostèle 2- actinostèle 3- plectostèle
4- polystèle protostélique
II - siphonostèle :
1– siphono-amphiphloique 2 - siphonoectophloique
3 - soleno-amphiphloique 4 - dictyostèle
5 – polysiphonostélique .
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Feuilles : 2 types
(définition basée sur la taille et l’anatomie)
-- microphylle
-- macrophylle ou mégaphylles ou frondes
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Sores, Sporanges et spores :
-- Sores, Sporanges : position et définition : eusporangiée et leptosporangiée
-- spores :
isosporie > isoprothallie
héterosporie: micospores + macrospores
|
héteroprothallie :
prothalle mâle ou microprothalle (anthéridies + anthérozoïdes ciliés )
prothalle femelle ou macroprothalle (archégones + oosphères)
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GROUPES SYSTEMATIQUES
1- Lycophytes (Lycopodes, Selaginelles et Isoetes)
►3 familles : Lycopodiacées, Selaginellacées et Isoetacées :
6 genres et 800 espèces.
► Plantes terrestres ou aquatiques de quelques cm.
► Tige à ramification dichotomique (sauf Isoetes)
► microphylles
► Isosporie (Lycopodium) et
► héterosporie (Selaginella et Isoetes)
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GROUPES SYSTEMATIQUES
2-Sphenophytes (prêles)
►1 famille : Equisetacées : 1 genre : Equisetum (35 espèces)
► Plantes terrestres
► tige articulée à rameaux verticillés
► sporanges portés par des sporangiophores. L’ensemble des
sporangiophores forme l’épi sporifère ou strobile.
► Isosporie mais héteroprothallie.
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GROUPES SYSTEMATIQUES
3- Filicophytes (fougères au sens strict)
►30-50 familles, environ 300 genres et 11 000 espèces:
Osmondacées, Polypodiacées, Dicksoniacées, Gleichéniacées,
Cyatheacées, Ophioglossacées, Marsiléacées , Salviniacées…
► Plantes terrestres épiphytes ou aquatiques .
► Rhizomes
► Feuilles = frondes ou macrophylles
► Sporanges situés à la face inférieure des frondes (sporophylles) regroupés
en sores recouverts ou non par l’ indusie .
► Isosporie ou héterosporie
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GROUPES SYSTEMATIQUES
3- Filicophytes (fougères au sens strict)
►30-50 familles, environ 300 genres et 11 000 espèces:
Osmondacées, Polypodiacées, Dicksoniacées,
Gleichéniacées,
Cyatheacées, Ophioglossacées, Marsiléacées ,
Salviniacées…
► Plantes terrestres épiphytes ou aquatiques .
► Rhizomes
► Feuilles = frondes ou macrophylles
► Sporanges situés à la face inférieure des frondes (sporophylles) regroupés
en sores recouverts ou non par l’ indusie .
► Isosporie ou héterosporie
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FILICOPHYTES
• Fougères eusporangiées:
F/ Ophioglossacées :
-- E/ Ophioglossum vulgatum
-- E/ Botrychium lunaria
F/ Marattiacées:
-- G/ Angiopteris sp.
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Angiopteris sp.
Fougères tropicales de grande dimension
à frondes découpées
Tronc tuberculeuxSporanges soudés
en synanges
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FILICOPHYTES• Fougères leptosporangiées:
Fougères terrestres:
F/ Osmondacées :
E/ Osmunda regalis : Osmonde royale
Maroc : Rif
Frondes avec 2 parties :
-- basales découpées en pinnules
-- supérieures sans pinnules fertiles : sporanges nus .
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Filicophytes
► Fougères terrestres :
Famille : Polypodiacées Exemples :
Asplenium ceterach
Dryopteris filix-mas (= Fougère mâle)
Pteridium aquilinum (= Fougère aigle),
Adiantum capillus- veneris (= Capillaire),
Polypodium vulgare (= Polypode),
Phyllitis scolopendrium (= Asplenium scolopendrium = Scolopendre)…
Sporophyte :
Plantes terrestres,
parfois saxicoles : Asplenium
grimpantes : Polypodium
épiphytes : Platycerium alicorne.
Frondes découpées en pinnules sauf exception pour Phyllitis scolopendrium
109Pteris sp.
F/ Polypodiacées : Pteris sp
sporanges en ligne marginale protégés par la
marge foliaire : fausse indusie ?
Fronde découpée en pinnules
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Polypodium vulgare
= Polypode
Sore nus marginaux alignés
en deux rangées parallèles
À la nervures médiane
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Asplenium scolopendrium = Phyllitis
scolopendrium : scolopendre
Frondes entières et sores protégés par une double indusie ou
indusie bilatérale
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Asplenium scolopendrium = Phyllitis
scolopendrium : scolopendre
C.T de la fronde : double indusie
ou indusie bilatérale
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• F/Dicksoniacées / Dicksonia sp.
-- frondes très découpées.
-- Sporanges: sores marginaux
et une indusie bivalve.
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F/ Cyatheacées : Cyathea sp.
-- Fougère arborescente .
-- Sporanges groupés en sores
au fond d’une membrane: l’indusie .
Fougères aquatiques
-- Famille : Marsileacées
Genre : Marsilea
E/ Marsilea strigosa
-- Famille : Salviniacées Genre : Salvinia
E/ Salvinia natans125