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II. Etude d'un coniphérophyte: le pin Sylvestre (Pinus sylvestris)
Il fait parti des Pinophyte. C'est l'arbre le plus rependu en Europe, et qui est une espèce rustique
(elle tolère des climats très variés). Elle va donc avoir des habitats différents ; aussi bien dans
l’étage collinéen, montagnard jusqu’à environ 2200m.
Elle est très utilisée en sylviculture (culture des arbres) car cette espèce a une croissance rapide
(30cm/an).
C'est un arbre pouvant atteindre 40m de haut. Il se differencie par un tronc de couleur ''rouge
orangé'', les aiguilles sont groupées par deux ce qui est important a l'adaptation de la secheresse (CF
TP adaptation à la sécheresse.).
Les aiguilles sont constituées:
➢ d'un stomate en foncé
➢ d’un épiderme épais
➢ d’un hypoderme (couche protectrice)
➢ d'un endoderme qui va entourer les
faisceaux cribro-vasculaires.
Etude du cycle de reproduction:
C'est un cycle reprenant differentes étapes, partant de l'orgine de la plante pour revenir a celle ci .
Le point de départ c’est la graine puisque ce sont des plantes à graine.
A. La graine
Elle se forme dans les cônes femelles mature (ici, la pomme de pin). A maturité, les cones sont
formé d'ecailles epaisse et lignifié qui vont se dechesser et s'écarter afin de liberer des graines.
Ces graines seront ensuite transportées par le vent (anémochorie: transport des fruits ou des
graines).
IMPORTANT: different d'anemophilie qui est le transport du pollen
1) morphologie externe
Les écailles du cône femelle sont appelées écailles ovulifère. Ici ces écailles
portes des ovules qui seront fécondés et seront transformées en graine.
Dans une graine, il y a au-dessus une ''aile'', qui est une fine membrane fixée,
facilitant la dispersion par le vent.
2) morphologie interne
La graine est composée de 3 parties:
✗ l'embryon
✗ l'endosperme (tissus de reserve)
✗ le tegument
a) l'embryon
L'embryon est formé de 4 parties:
✗ cotyledon
✗ radicule
✗ gemule (entre les cotylédons)
✗ tigelle
Les cotylédons sont les feuilles embryonnaires qui sont remplis de réserve pour nourrir l’embryon.
Le nombre de cotylédon est variable
✔ 3-4 chez le pin sylvestre
✔ 12 chez le pin parasol.
La radicule (racine embryonnaire), elle, est formée par le méristème primaire radiculaire.
La gemmule est occupée par un méristème primaire caulinaire
Et entre la radicule et la gemmule, il y a la tigelle qui est une tige embryonnaire.
On nomme axe hypocotylé, l'axe qui est formé en dessous des cotylédons par la gemmule, la tigelle
et la radicule.
b) l'endosperme
Il est situé tout autour de l’embryon, c’est aussi un tissu de réserve. On va trouver toutes les grandes
familles de molécule (glucides, lipides, protides, acides nucléiques, sels minéraux).
Ces réserves sont utilisées au moment de la germination de la graine par l’embryon, au moment où
l’embryon devient une plantule.
L'endosperme est un tissu formé de cellules haploïdes contrairement à l’embryon.
Rmq: ne pas confondre endosperme et endoderme.
✔ Endosperme (à l’intérieur d’une graine)
✔ Endoderme à l’intérieur de la racine.
c) le tegument
Il a pour rôle de protéger l’embryon. Il est formé de cellules dont les parois sont sclérifiées (durcis
par des dépôts de sels minéraux) et épaisses.
CCL: rôle de la graine: au vue de sa structure on dit que c’est un organe de conservation de
l’espèce grâce au tégument et à l’embryon.
C’est également un organe de dispersion de l’espèce grâce à l’aile de la graine.
La graine est formée de méristème. La graine caractérise le cycle des spermaphytes.
Une fois formé, les tissus de la graine se déshydratent. En effet une graine est souvent sec, ce qui
permet un meilleur conservation et donc une durée de vie plus longue.
On parle alors de la longévité importante des graines.
Le fait de perdre de l’eau, toutes les réactions chimiques, biochimiques ne peuvent plus avoir lieu.
La graine est alors en vie ralentie, en dormance. Elle va attendre les bonnes conditions pour germer.
C’est la reprise de la vie active de la graine.
La graine demande des conditions de vie (milieu) favorables: eau, oxygène, une bonne température
(~8-10°C).
La graine doit subir un choc thermique pour levée de la dormance son embryon. En effet, si l'on
plante une graine fin été, elle ne germera jamais, il faudra donc attendre l'hivers pour le debut de la
germination.
De plus, il faut l’absence d’inhibition du tégument. Il faut une dégradation du tégument par une
alternance de gel/dégel et de présence de bactéries etc … pour ne plus avoir de substances qui
inhibent la germination.
➢ 1ère étape : gonflement de la graine, en effet la graine se ré-hydrate (absorption de l’eau). Il y
a reprise du métabolisme (reaction chimique) de la graine. La graine étant réveillé, elle fera
des mitose et notamment des mitoses des méristèmes.
➢ 2ème étape : croissance de la radicule. Il y a apparition d'une jeune racine qui traverse le
tégument, qui s’enfonce dans le sol.
➢ 3ème étape : croissance de l’axe hypocotylé. Cela entraine une croissance qui amène les
cotylédons hors du sol, ….
parle-t-on alors de germination épigée ou hypogé?
... c’est épigé car les cotylédons sont amenés au-dessus de la terre. Si cela avait été
hypogée, les cotylédons serait restait dans le sol.
La germination épigé est dû au fonctionnement important du MAC (meristeme apical
caulinaire).
➢ 4ème étape : développement des cotylédons. Une fois hors du sol, les cotyledons verdissent et
deviennent donc le siège de la photosynthèse. Les cotylédons ensuite s’écartent.
➢ 5ème étape : développement de la gemmule, c'est a dire que le MAC est à l’origine de l’axe
épicotylé et qui est la tige feuillée.
Les premières feuilles apparaissent la première année et elles sont appelées Euphylles. Elles vont
être très peu développées. La 2ème année apparaissent des pseudophylles qu’on appelle les aiguilles,
elles assurent la photosynthèse mais histologiquement elles ont une structure qui n’est pas classique.
Schéma de la morphologie externe d'un coniférophytes de 2 ans
...
➢
➢
➢
➢
La tige principal est l'epicotyle.
La seconde tige est le rameau long ou axiblaste
La troisieme est la mesoblaste
Et la quatrieme (derniere) est le bachyblaste
Le cormus est l'appareil formé de tige/feuille/racine
...
B. La germination
Etude de la reproduction sexuée:
C'est l'intervention des 2 types de gamètes. Le pin silvestre est une espece monoïque car il ne faut
qu'un seul arbre.
1) appareil reproducteur mal
Les organes mâle sont de petits cônes, nommé connelé males. Ils sont souvent regroupés en dizaine
sur un rameau court que l’on appelle: pousse de l’année (1cm de haut).
Un connelet mâle est formé d’un axe qui porte des écailles mâles en disposition spiralé. Chaque
écaille male porte 2 sacs polliniques à la face inférieure.
Les sacs polliniques forment les grains de pollens. Donc une écaille mâle est l’équivalent de
l’étamine des fleurs des angiospermes.
Donc le connelet mâle est l’ensemble des étamines des angiospermes. Il est alors une fleur mâle des
angiospermes et non pas une inflorescence.
Rmq: à la base du cônelet, il y a 1 ou 2 bractées qui
correspond aux pétales des fleurs des Angiospermes.
Le tapis est une assise de cellules nourricière. A l'intérieur il y a le tissu sporogenes qui est formé de
meiocytes étant des cellules subissant la méiose.
Un meiocyte est une cellule diploide (2n), ce qui signifie que chaque chromosome existe par paire.
Ces meiocytes permettent de donner 4 cellules haploides nommées microspore en n chromosome à
partir d'une cellule 2n.
Les chromosome reste grouper par 4 et forme un ''tetrade''. Ce dernier se trouve dans les sacs
polliniques sous les écailles d'un cône mâle.
Un sac pollinique est dit microsporange:
➢ microspore: petit spore
➢ ange: sac fermé
Une écaille mâle équivaut à un microsporophylle (phylle = feuille).
Une fois les microspores formé, plusieurs meiocyte (du côté male) en même temps et dans un même
sac pollinique, subissent la méiose. Il y a donc beaucoup de microspore formé.
Ces derniers vont former les grains de pollen, qui, à maturité au printemps seront libérés grâce à
l'ouverture (=dehiscence)des sacs polliniques.
Les grains de pollen seront transportés par le vent du fait de leur légèreté. Ce transport se nomme
anémophilie. Les grains transportés irons ensuite sur l'icône femelle.
2) appareil reproducteur femelle
La première année, les cones femelles sont très petit (environ 1 cm), ils sont de couleur rouge
violacé. Ils apparaissent à l'extrémité d'un petit rameaux (petite branche) au début de l'année au
printemps. Ils sont souvent regrouper par 2 ou 3 contrairement aux mâles qui sont soit par 10, soit
par 20.
Ils vont ensuite grandir et mûrir pendant environ deux ans. Ils deviendront donc beaucoup plus gros.
Le cone femelle est formé d'un axe autour duquel s'insère en spirale des écailles dite femelle. A
l’aiselle de l'écaille, il y a une bractée ; et sur la face supérieure il y a 2 ovules. on dit alors qu une
écaille femelle est une écaille ovulifere.
Chaque écaille porte une bractée, qui est l'équivalent d'un pétale chez les Angiospermes. Nous
pouvons donc dire que chaque ecaille femelle est l'équivalent d'une fleur femelle chez
Angiospermes.
Un cône femelle est une fleur ou une inflorescence ?
C'est une inflorescence car chaque écailles est une fleurs et qu’un cône comporte plusieurs écaille.
Description de l'ovule
L'ovule est nue, donc les conifèrophyte sont des
gymnospermes. Ces ovules donc en contact direct avec
l'atmosphère. Cependant, ils sont protégés par les écailles
du cône femelle qui sont collées les unes aux autres.
L’ovule est formé d’un dégument unique, il est unidegumenté. Ceci montre une petite porte nommé
micropyles.
Il est important de rappeler que les Angiospermes contiennent 2 dégument
L’interieur de l’ovule est formé du nucelle, qui est un tissus rempli de reserves, comme un
parenchyme, qui permettront de nourrir la cellule. Le micropyles permet le passage des grains de
pollen.
Il existe un espace appelé chambre pollinique, c'est le lieu d’accueil du pollen ou se trouve une
substance mucilagineuse, qui est un gel sucrée riche en glucide et permet de retenir les grains de
pollen.
A l’intérieur du muselle, une cellule et une seul subit la méiose. Donc un unique meiocyte subit la
méiose et donne 4 cellules haploides nommées ''spore haploide''. Cependant comme ils sont à
grande dimenssion, on parle de ''macrospore'' ou ''mégaspore''.
Donc le nucelle va correspondre au macrosporange et donc l’écaille ovulifère correspondre a un
macrosporophylle.
En conclusion,
Que se soit du coté male ou du coté femelle, la méiose permet de formé des spores. On parle de
sporogénèse
3) la gametogenese
Comparaison avec la gametogenese des animaux
✗
Chez les animaux, une cellule dite germinal (cellule mère) par la méiose va donner 4 gaméte
haploides. Donc chez les animaux, la meiose a pour but de faire des gametes, c'est donc la
gamétogenese.
✗
Chez les végétaux, ici spermaphyte, on a une cellule en meiose donne 4 spores haploides.
Donc la meiose correspond a la sporogenese et non la gametogenese.
Ces 4 spores haplïde vont subir des mitose et vont donnés un organisme pluricellulaire qui est le
lieu de formation des gamétes, on parle alors de gamétophytes
a) formation du gamète mâle et pollinisation
Le gametophyte male est le grain de pollen. Donc dans les grains de pollen, il y aura la formation de
gamete.
La formation du grain de pollen est le passage du stade microspore haploide au grain de pollen
pluricellulaire haploide.
Détail de la microspore ou grain de pollen immature:
Au depart, c’est une cellule hapoïde entourée de deux enveloppe.
✗
Le première, l’exine, est l’enveloppe externe formée de sporopollénine qui est une substance
chimique très complexe mais surtout imputrescible (= ne ce dégrade pas). Ceci va permettre
de protéger la cellule ou le grain de polle et de faire de la palynologie (étude des grains de
pollen).
✗
La deuxiéme enveloppe, l’intine, est l’enveloppe interne formée de cellulose
La formation du gametophyte se fait en plusieurs étapes: