Biologie végétale
Les Cormophytes
Robert Gorenflot
Bruno de Foucault
Dunod
PréfaceIII
Avant-proposXIX
Introduction1
Partie 1
Appareil végétatif
Chapitre 1 · La tige
9
1.1 Monocaulie et multicaulie9
1.2 Ramification10
1.2.1 Ramification latérale10
1.2.3 Ramification dichotomique
14
1.3 Croissance15
1.3.1 Croissance en longueur15
1.3.2 Croissance en épaisseur
16
1.4 Principaux ports16
1.4.1 Port arborescent16
1.4.2 Port buissonnant20
1.4.3 Port herbacé21
1.4.4 Port, durée de vie et fructification22
1.4.5 Complexité des problèmes physiologiques posés par le port d'une plante
22
1.5 Diversité des types caulinaires23
1.5.1 Plantes acaules23
1.5.2 Tiges grêles23
1.5.3 Tiges de petite taille24
1.5.4 Des rhizomes aux bulbes26
1.5.5 Tiges succulentes29
1.6 Conclusion
30
Chapitre 2 · La feuille
31
2.1 Phyllotaxie31
2.1.1 La théorie classique31
2.1.2 Une théorie moderne33
2.2 De l'origine à la mort des feuilles36
2.2.1 L'initiation foliaire36
2.2.2 Développement des jeunes feuilles37
2.2.3 Préfoliaison (ou préfoliation)37
2.2.4 La feuille adulte38
2.2.5 Durée de vie38
2.3 Polymorphisme foliaire38
2.3.1 La variation des différentes parties de la feuille40
2.3.2 Quelques types foliaires particuliers45
2.4 Hétérophyllie52
2.4.1 Hétérophyllie et milieu52
2.4.2 Hétérophyllie dans le temps. Développement hétéroblastique53
2.4.3 Importance de l'hétérophyllie56
2.5 Conclusion
57
Chapitre 3 · La racine
59
3.1 Différentes parties du système racinaire59
3.1.1 La coiffe60
3.1.2 La zone subterminale61
3.1.3 La zone pilifère61
3.1.4 La zone des ramifications61
3.1.5 Les racines adventives61
3.2 Ramification et croissance62
3.3 Diversité des racines63
3.3.1 Racines ayant des relations mécaniques particulières avec le sol ou leur support63
3.3.2 Les racines tubéreuses65
3.3.3 Les pneumatophores66
3.3.4 Les racines-suçoirs67
3.3.5 Les racines et la symbiose
67
3.4 Conclusion68
Chapitre 4 · Les méristèmes et les tissus primaires
71
4.1 Méristèmes primaires71
4.2 Structure et fonctionnement des apex73
4.2.1 Le point végétatif caulinaire73
4.2.2 Le point végétatif racinaire
83
4.3 Phénomènes histologiques de la croissance en longueur des Trachéophytes84
4.3.1 La tige et la racine84
4.3.2 La feuille84
4.4 Différenciation cellulaire85
4.4.1 Ses caractères85
4.4.2 Un exemple: la différenciation du collenchyme
85
4.5 Tissus primaires88
4.5.1 Leur diversité chez les Trachéophytes89
4.5.2 Le cas des Bryophytes
100
4.6 Conclusion
103
Chapitre 5 · Les structures primaires105
5.1 La stèle des Trachéophytes105
5.1.1 Les stèles sans moelle axiale105
5.1.2 Les stèles avec moelle axiale107
5.2 Structure primaire des Spermaphytes109
5.2.1 La tige110
5.2.2 La feuille112
5.2.3 La racine113
5.3 Organes des Ptéridophytes
118
5.3.1 La leçon des Lycopsides118
5.3.2 Coup d'oeil sur l'ensemble des Ptéridophytes
120
5.4 Organes des Bryophytes122
5.5 Conclusion
124
Chapitre 6 · Les méristèmes et les tissus secondaires. Les structures secondaires125
6.1 Dédifférenciation cellulaire125
6.1.1 Ses caractères125
6.1.2 Les phases de la dédifférenciation126
6.1.3 Exemples de dédifférenciation126
6.1.3 La plasticité des cellules végétales129
6.2 Méristèmes secondaires129
6.2.1 Leur formation130
6.2.2 Leurs caractères131
6.2.3 Leur activité132
6.3 Tissus secondaires134
6.3.1 Le périderme134
6.3.2 Les formations libéro-ligneuses136
6.3.3 Sens de la différenciation des tissus secondaires
140
6.4 Structure secondaire des Spermaphytes140
6.4.1 La structure secondaire peut effacer la structure primaire140
6.4.2 La tige141
6.4.3 La racine142
6.4.4 La feuille143
6.4.5 Quelques cas particuliers
143
6.5 Structure secondaire des Ptéridophytes144
6.6 Conclusion
145
Chapitre 7 · Les thalles des cormophytes147
7.1 Thalles des Bryophytes147
7.1.1 Les Mousses: le protonéma des Bryales147
7.1.2 Les Hépatiques à thalle et les Anthocérotales150
7.2 Thalles des Ptéridophytes153
7.2.1 Le prothalle lamelliforme des Filicopsides leptosporangiées153
7.2.2 Le prothalle ramifié des Sphénopsides154
7.2.3 Les mycothalles des Lycopodiacées154
7.2.4 Le cas particulier des Psilotacées
155
7.3 Conclusion
156
Chapitre 8 · Phylogenèse des organes végétatifs
159
8.1 Premiers Trachéophytes, systèmes d'axes aphylles159
8.2 Phylogenèse de la feuille160
8.2.1 Les «feuilles» des Algues160
8.2.2 Les feuilles des Ptéridophytes161
8.2.3 Les feuilles des Spermaphytes167
8.3 Phylogenèse de la racine170
8.3.1 Les Ptéridophytes170
8.3.2 Les Spermaphytes170
8.3.3 Le cas particulier des Bryophytes170
8.4 Phylogenèse de l'appareil vasculaire171
8.5 Conclusion
175
Chapitre 9 · La multiplication végétative177
9.1 Modalités de la multiplication végétative naturelle177
9.1.1 La fragmentation de la plante178
9.1.2 La néoformation d'organes180
9.2 Procédés de la multiplication végétative artificielle184
9.2.1 L'éclatage ou division184
9.2.2 Le marcottage184
9.2.3 Le bouturage185
9.2.4 Le greffage186
9.3 Conditions de la multiplication végétative187
9.3.1 Multiplication naturelle et multiplication artificielle187
9.3.2 Cas particulier du greffage188
9.4 Avantages et inconvénients de la multiplication végétative
189
9.4.1 La multiplication végétative, processus obligatoire de reproduction189
9.4.2 La multiplication végétative, plus rapide et plus sûre que la reproduction sexuée189
9.4.3 Le maintien de la constitution génétique190
9.4.4 Les phénomènes de dépérissement191
9.5 Notion d'individu192
9.6 Conclusion193
Chapitre 10 · Forme, structure des organes végétatifs et facteurs du milieu (accommodation et adaptation)
195
10.1 Adaptation, accommodation et préadaptation195
10.2 Lumière199
10.3 Plantes alpines et température199
10.3.1 Étude expérimentale de l'accommodation au climat alpin200
10.3.2 Les plantes alpines201
10.4 Cormophytes et eau202
10.4.1 Étude expérimentale de l'accommodation en air sec ou humide202
10.4.2 Les végétaux et la sécheresse naturelle203
10.4.3 L'adaptation à la sécheresse206
10.4.4 Étude expérimentale de l'accommodation au milieu aquatique211
10.4.5 Adaptation des plantes aquatiques et semi-aquatiques213
10.5 Halophytes215
10.6 Conclusion215
Partie 2
Appareil reproducteur
Chapitre 11 · Notion de gamétophyte et de sporophyte219
11.1 Chez les Mousses, la plante feuillée porte des gamétanges219
11.2 Chez les Fougères, la plante feuillée porte des sporanges220
11.3 Sporophyte des Mousses220
11.4 Gamétophyte des Fougères222
11.5 Cycle de développement des Mousses et des Fougères222
11.6 Conclusion
224
Chapitre 12 · Organisation de la fleur des angiospermes225
12.1 Comment traduire les différentes particularités morphologiques d'une fleur225
12.1.1 Formule florale226
12.1.2 Diagrammes floraux226
12.1.3 Coupe longitudinale229
12.2 Symétrie florale229
12.3 Disposition et nombre des pièces florales230
12.3.1 Fleurs cycliques230
12.3.2 Fleurs acycliques232
12.3.3 Fleurs hémicycliques233
12.4 Polymorphisme des pièces florales233
12.4.1 Bractée, axe floral, préfeuilles233
12.4.2 Périanthe234
12.4.3 Androcée239
12.4.4 Gynécée242
12.5 Fleurs incomplètes250
12.6 Conclusion
253
Chapitre 13 · Développement et nature de la fleur des angiospermes255
13.1 Développement de la fleur255
13.1.1 Passage de la phase végétative à la phase florale255
13.1.2 Formation des pièces florales257
13.2 Nature de la fleur259
13.2.1 Théorie de la métamorphose: toutes les pièces florales seraient de nature foliaire259
13.2.2 Les pièces fertiles sont des organes sui generis260
13.3 Conclusion263
Chapitre 14 · Inflorescences des angiospermes265
14.1 Inflorescences de type monopodial265
14.1.1 Inflorescences simples265
14.1.2 Inflorescences composées et inflorescences composites267
14.2 Inflorescences de type sympodial268
14.2.1 Inflorescences simples268
14.2.2 Inflorescences composées et inflorescences composites272
14.3 Inflorescences mixtes273
14.4 Convergences morphologiques fleur-inflorescence273
14.5 Passage de l'inflorescence à la fleur275
14.6 Conclusion
276
Chapitre 15 · Sporophyte des cormophytes279
15.1 Sporanges des Ptéridophytes279
15.1.1 Diversité des sporanges279
15.1.2 Formation, constitution et déhiscence des sporanges281
15.2 Microsporanges des Spermaphytes et des Préspermaphytes283
15.2.1 Anthère des Angiospermes composée de quatre microsporanges283
15.2.2 Microsporanges des autres Spermaphytes et des Préspermaphytes actuels286
15.3 Mégasporanges des plantes à ovules287
15.3.1 Le nucelle de l'ovule des Angiospermes est un mégasporange288
15.3.2 Ovules et nucelle des autres Spermaphytes et des Préspermaphytes actuels289
15.4 Comparaison générale entre les Ptéridophytes et les plantes à ovules291
15.5 Cas des Bryophytes292
15.5.1 Constitution du sporogone des Bryales292
15.5.2 Comparaison avec le sporogone des autres Bryophytes294
15.5.3 Libération des spores296
15.5.4 Le sporogone des Bryophytes est un sporophyte particulier296
15.6 Conclusion
297
Chapitre 16 · Spores et gamétophytes des cormophytes299
16.1 Spores des Ptéridophytes299
16.2 Prothalles des Ptéridophytes302
16.2.1 Homoprothallie et hétéroprothallie302
16.2.2 Caractères des prothalles303
16.3 Spores des plantes à ovules309
16.4 Gamétophytes des plantes à ovules311
16.4.1 Le grain de pollen, gamétophyte mâle311
16.4.2 L'endosperme, gamétophyte femelle des Préspermaphytes, des Gymnospermes et des Chlamydospermes319
16.4.3 Le sac embryonnaire, gamétophyte femelle des Angiospermes322
16.4.4 Endoprothallie327
16.5 Spores des Bryophytes328
16.6 Gamétophytes des Bryophytes329
16.6.1 Sexualisation des spores329
16.6.2 Gamétanges des Bryales329
16.6.3 Gamétanges des autres Bryophytes333
16.7 Conclusion334
Chapitre 17 · Phylogenèse des organes reproducteurs337
17.1 Des Cordaïtales à la fleur des Angiospermes337
17.2 De l'inflorescence à la fleur des Angiospermes (états préfloraux)339
17.2.1 Famille des Moracées339
17.2.2 Cyathium et fleur des Euphorbiacées340
17.2.3 Inflorescence d'Houttuynia cordata (Saururacées)341
17.2.4 Fleur des Tulipes et Allium343
17.3 Sporanges344
17.3.1 Étamine des Angiospermes344
17.3.2 Développement de l'angiosporangie, réalisation de l'ovule344
17.4 Aspect phylogénique de la notion de fleur347
17.5 Conclusion349
Chapitre 18 · Biologie de la reproduction351
18.1 Détermination chromosomique du sexe351
18.2 Cinétique florale (et inflorescentielle)353
18.2.1 Durée de floraison353
18.2.2 Facteurs physiques responsables de l'ouverture et de la fermeture des fleurs et des inflorescences353
18.3 Méiospores et gamétophytes354
18.3.1 Libération ou non des méiospores et des gamétophytes354
18.3.2 Dissémination passive des spores et du pollen356
18.3.3 Modes de pollinisation357
18.3.4 Vecteurs du pollen360
18.3.5 Germination des spores et du pollen368
18.4 Gamètes372
18.4.1 Gamètes mâles372
18.4.2 Gamètes femelles374
18.5 Fécondation375
18.5.1 Autogamie et allogamie375
18.5.2 Fécondation simple377
18.5.3 Double fécondation379
18.6 Embryogenèse. Rapports sporophyte-gamétophyte383
18.6.1 Bryophytes383
18.6.2 Ptéridophytes384
18.6.3 Préspermaphytes386
18.6.4 Spermaphytes387
18.7 Conclusion
392
Chapitre 19 · Dissémination de l'espèce. Cycles de développement393
19.1 Avantages de la dissémination par la graine393
19.2 Graines394
19.2.1 Prégraines et graines394
19.2.2 De l'ovule à la graine395
19.2.3 Graine à maturité397
19.3 Fruits399
19.3.1 Du pistil au fruit399
19.3.2 Divers types de fruits des Angiospermes400
19.3.3 Convergences morphologiques entre fruits et graines406
19.4 Diaspores et leur dissémination407
19.4.1 Rythmes de production des diaspores de Spermaphytes408
19.4.2 Facteurs et agents de la dissémination des diaspores408
19.5 Germination414
19.6 Cycles de développement416
19.6.1 Comparaison entre Bryophytes, Ptéridophytes et Spermaphytes416
19.6.2 En marge du cycle de développement418
19.7 Conclusion
422
Partie 3
Les grands groupes de cormophytes et leur importance dans la biosphère
Chapitre 20 · Notion d'espèce et systématique425
20.1 La notion biologique d'espèce425
20.2 Niveaux de variabilité427
20.3 Méthodes de la systématique429
20.3.1 Méthodes morphologiques429
20.3.2 Méthodes cytologiques431
20.3.3 Méthodes biochimiques et physiologiques432
20.3.4 Biosystématique (ou taxonomie expérimentale)433
20.3.5 Biogéographie434
20.3.6 Exploitation des données434
20.4 Classifications des Cormophytes436
20.5 Conclusion
438
Chapitre 21 · Grands groupes de Cormophytes439
21.1 Embranchement des Bryophytes439
21.2 Embranchement des Ptéridophytes441
21.2.1 Sporophyte des Ptéridophytes441
21.2.2 Gamétophyte des Ptéridophytes442
21.2.3 Groupes de Ptéridophytes442
21.3 Embranchement des Préspermaphytes446
21.4 Embranchement des Spermaphytes448
21.4.1 Caractères généraux448
21.4.2 Sous-embranchement des Gymnospermes448
21.4.3 Sous-embranchement des Chlamydospermes450
21.4.4 Sous-embranchement des Angiospermes451
21.5 Conclusion
454
Chapitre 22 · Origine et grandes tendances évolutives des groupes de Cormophytes455
22.1 Bryophytes455
22.2 Des Ptéridophytes aux Angiospermes456
22.3 Ptéridophytes457
22.4 Préspermaphytes460
22.5 Spermaphytes460
22.6 Conclusion
465
Chapitre 23 · Les modes de vie des Cormophytes467
23.1 Cormophytes au mode de vie autotrophe467
23.1.1 Les besoins en eau et la répartition stationnelle des Cormophytes468
23.1.2 Les besoins en éléments indispensables et la répartition stationnelle des Cormophytes469
23.2 Cormophytes à modes de vie hétérotrophes473
23.2.1 Les saprophytes473
23.2.2 Les parasites475
23.3 Cormophytes et symbiose481
23.3.1 Les symbioses de la rhizosphère481
23.3.2 Cormophytes et Procaryotes482
23.3.3 Les Cormophytes à mycorhizes483
23.4 Les types biologiques485
23.4.1 Vivaces, permanentes ou bisannuelles487
23.4.2 Annuelles488
23.5 Initiation à la phytosociologie489
23.5.1 Reconnaissance et description des individus d'association489
23.5.2 Déterminisme des syntaxons492
23.5.3 Le synsystème493
23.5.4 Description de l'association végétale, nomenclature493
23.5.5 Utilité de la phytosociologie495
23.6 Conclusion
496
Chapitre 24 · Importance des Cormophytes dans la biosphère499
24.1 Biomasse et productivité primaire499
24.2 Rôle lithologique des Cormophytes501
24.2.1 Les différents charbons501
24.2.2 La carbonification502
24.2.3 La forêt houillère502
24.3 Cormophytes et environnement503
24.3.1 La destruction de la couverture végétale et ses conséquences503
24.3.2 Les Cormophytes et la pollution504
24.4 Conclusion
506
Chapitre 25 · Intérêt économique et culturel des Cormophytes507
25.1 Les silvas507
25.2 Les saltus509
25.3 Les agers509
25.4 La plante comme signe512
25.5 Plante et religions514
25.6 La botanique populaire515
25.7 Conclusion515
Conclusion générale
517
L'individu végétal517
L'inaptitude au fractionnement517
Le patrimoine génétique518
Plasticité génomique du végétal519
Critère immunologique520
Unitaires ou pas?
520
Une plante, assemblage de phénotypes et de génotypes d'une même espèce520
Une plante, assemblage de phénotypes et de génotypes d'espèces différentes
521
Questions de révision
523
Bibliographie
539
Glossaire
547
Index
569