Une plante est constituée d’un appareil végétatif comprenant des racines ancrées dans le sol et des tiges feuillées se développant en milieu aérien.

On peut distinguer des plantes herbacées comme le pois à tige souple et peu ramifiées, et des plantes ligneuses comme le marronnier de plus grande taille dont les tiges sont rigides brunes et très ramifiées (tronc)

Les plantes possèdent également un appareil reproducteur constitué des fleurs pour une grande majorité.

Quelles sont les caractéristiques présentées par  l’organisation des plantes à fleurs en relation avec leur mode de vie fixée ?

Les végétaux chlorophylliens réalisent la photosynthèse afin de créer leur propre matière organique et se développer. Ils sont dits autotrophes.

Les racines sont le lieu de  production de la sève brute  (eau et sels minéraux) acheminée jusqu’aux feuilles pour fabriquer de la matière organique. Cette dernière sera redistribuée à l’ensemble de la plante  dans la sève élaborée (eau,  sucres, acides aminés).

Le système racinaire très développé permettant un maximum de contact avec le sol. On observe à l’extrémité des racines, dans la zone pilifère, de nombreuses cellules très fines et allongées (jusqu’à 2000 / cm²), ce sont les poils absorbants. Ils ont un diamètre moyen de 10 micromètres et peuvent mesurer de 0,1 à 10 millimètres de long. Ils permettent d’augmenter la surface de contact de la racine avec le sol de 1,5 à 20 fois.

Les vaisseaux du xylème transportant la sève brute des racines vers les feuilles, sont constitués de cellules mortes, dépourvues de parois transversales (les extrémités) mais dont les parois longitudinales sont riches en lignine (molécule rigide). L’association de ces cellules forme des vaisseaux véhiculant la sève brute et colorable en vert par le colorant « carmino-vert de Mirande ». Ils permettent le soutien de la plante (lignification = formation de bois).

Les faisceaux du phloème, de petit diamètre transportent la sève élaborée des feuilles vers le reste de la plante. Ils sont constitués de nombreuses cellules vivantes accolées ensembles à leur extrémité par une paroi cellulosique percée de petits trous : les cribles. Ces vaisseaux sont colorés en rose par le carmin-vert d’iode.

La photosynthèse a donc lieu dans les feuilles qui forment une grande surface d’échange avec l’atmosphère. Elles y prélèvent le dioxyde de carbone et captent la lumière grâce aux chloroplastes, rejettent de la vapeur d’eau et du dioxygène.

La face supérieure des feuilles est recouverte d’une cuticule imperméable aux gaz. La face inférieure possède de très nombreux orifices : ce sont les stomates. Ils sont constitués de deux cellules réniformes (en forme de rein) appelée aussi cellules de  « garde», déformables en fonction de leur teneur en eau et délimitant une ouverture : l’ostiole. Ce dernier communique  avec les chambres sous-stomatiques du parenchyme lacuneux. Certaines feuilles portent aussi des stomates sur la face supérieure, mais en moins grande quantité.

C’est l’évapotranspiration par les stomates de 95% de l’eau prélevée par les racines qui est le moteur de l’ascension de la sève brute. La plante rejette ainsi dans l’atmosphère la presque totalité de l’eau qu’elle puise dans le sol.

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II Adaptations des organes de la plantes aux pressions du milieu

Les paramètres du milieu (température, humidité, richesse en éléments minéraux) sont variables d’en endroit à l’autre mais également dans le temps (à l’échelle d’une journée ou d’une année).

• Limiter les pertes d’eau.

• Localisation des stomates sur la face inférieure des feuilles

• Ouverture et fermeture des stomates en fonction de la température, de l’humidité, de la teneur en CO2 par mouvement de sels minéraux

• Protection des stomates dans des cryptes ou par des poils protecteurs

• Présence d’une cuticule à la surface des feuilles plus épaisses sur la face exposée que sur la face non exposée au Soleil

• Profondeur des racines

• Passer la mauvaise saison par une réduction d’activité

Les plantes vivaces, qui vivent plusieurs années :      

- Perdent leurs feuilles pour limiter les pertes d’eau

- Arrêtent la circulation des sèves car il n’y a plus d’aspiration foliaire lorsque les feuilles sont tombées

- formation de bouchons de callose (polysaccharide)  dans le phloème pour éviter des embolies (petites bulles d’air dans les vaisseaux empêchant une bonne circulation)

-  Mettent les bourgeons, futures nouvelles feuilles, à l’abri dans des feuilles spécialisées : les écailles

- formes d’attente dans le sol  diverses comme de bulbe, rhizome, racines…

Les plantes annuelles vivant moins de un an, passeront la mauvaise saison sous forme de graine.

• Eviter les prédateurs 

Les plantes fixées sont dans l’incapacité de fuir devant les prédateurs. Au cours de leur évolution, elles ont développé des stratégies défensives, empêchant ou limitant l’action des prédateurs et des envahisseurs :

- produire sur les feuilles et les tiges des épines ou des poils limitant l’action des herbivores ex chardons

– fabriquer des molécules rendant les plantes peu appétantes, indigestes voir toxiques, ex acacias et coudous

– établir des associations mutualistes  entre plantes et espèces animales par exemple acacias et fourmis

                 - Etablir des relation d’entre aide entre plantes voisines de la même espèce ( dégagement éthylène par les acacias broutés activant les défenses des acacias voisins)

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II. De la fleur à la colonisation du milieu A. Organisation de la fleur en couronne

Organisation de la fleur en couronne

Chez de nombreuses espèces végétales, les organes reproducteurs sont contenus dans une fleur. Malgré la diversité des formes, des dimensions et des couleurs, on retrouve une constante dans l’organisation  des fleurs

On distingue 4 couronnes  concentriques  appelées verticilles qui se succèdent de l’extérieur vers l’intérieur de la fleur : 2 couronnes externes protectrices des deux couronnes centrales d’organes reproducteurs.

• Le calice constitué des sépales organes à l’apparence de petites feuilles et parfois colorés ayant un rôle de protection

• La corolle constituée des pétales de formes et de couleurs ayant un rôle attractif

• L’androcée composé des étamines, organes males de la fleur, faites d’un filet portant les sacs polliniques ou « anthères » contenant le pollen.

• Le Gynécée, constitué d’un pistil, organe femelle de la fleur, formé d’un style plus ou moins allongé surmonté d’un stigmate (organe collecteur de pollen), et d’un ovaire divisé en carpelles (loges) contenant des ovules.

La mise en place des pièces florales est contrôlée par les gènes architectes (cf modèle ABC).

L’observation d’individus mutants montre parfois des modifications des couronnes des pièces florales. L’étude de ces mutations a permis l’identification des gènes de développement floral déterminant le développement des sépales, pétales, étamines, ou carpelles.

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La première étape de la reproduction chez les plantes à fleur est la pollinisation. Les grains de pollens doivent être déposés sur le pistil de plantes de la même espèce. Cette pollinisation est souvent réalisée par le vent ou des insectes pollinisateurs. Suite à la pollinisation, le grain de pollen germe dans le pistil et les gamètes mâles et femelles peuvent se rencontrer. Chaque ovule fécondé forme alors une graine et l’ovaire qui les renferme forme un fruit. Les autres pièces florales disparaissent. Les graines sont ensuite dispersées soit par le vent, soit par des animaux qui les mangent et/ou les transportent.

1. Les stratégies développées  pour permettre la rencontre des gamètes

-Le mode de reproduction sexuée des plantes à fleurs est adapté à la vie dans un milieu terrestre desséchant : protection des gamètes mâles dans le grain de pollen, fécondation interne (dans le carpelle), protection de l’embryon dans une graine (issu de l’ovule)   elle-même contenue dans un fruit (issu de l’ovaire du carpelle).

-La reproduction sexuée est adaptée à une vie fixée des végétaux terrestres : le pollen permet une dispersion des gamètes mâles (les vecteurs de transport du pollen étant le vent et/ou les animaux notamment les insectes). De plus le fruit et les graines favorisent la dispersion des plantules issues de la reproduction sexuée (malgré la fixité de la plante mère). 

Stratégie développées pour la  colonisation des milieu

 La formation des graines permet d’obtenir un nouvel individu. Il est nécessaire que ces graines soient dispersées afin de coloniser de nouveaux milieux.

L’eau et le vent peuvent transporter  les graines  de certaines plantes, d’autres sont transportés par les animaux en étant fixés sur les plumes et les polis.

 Certaines animaux consomment les fruits et rejettent par leurs excréments  des graines capables de germées. Il s’agir dune collaboration entre animal disséminateur et  plante. Il se développe alors des relations parfois très spécifiques et étroites entre les deux partenaires.

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 Tous les végétaux terrestres possèdent un ancêtre commun (algaire).  Chaque groupe (dont les Angiospermes) a acquis des innovations au cours du temps qui lui ont permis de s’adapter au milieu terrestre et de résister face à ses contraintes.

Les mécanismes de pollinisation et de dispersion font souvent appel à des animaux. On peut souvent mettre en évidence des adaptations entre les deux partenaires (la plante et l’animal) qui sont le résultat d’une évolution conjointe, l’une en fonction de l’autre, des deux espèces appelée coévolution.