Botanique systématique
Une perspective phylogénétique
Walter S. Judd/Christopher S. Campbell/Elizabeth A. Kellogg/Peter Stevens
De Boeck Université
PréfaceXIII
Avant-proposXV
RemerciementsXVII
Chapitre 1 Aspect scientifique de la systématique des plantes1
Qu'entend-on par plante ?1
Qu'entend-on par systématique ?2
Une approche phylogénétique3
L'exercice de la systématique des plantes4
Pourquoi la systématique est-elle importante ?5
Objectifs et plan de cet ouvrage6
Références bibliographiques et lectures conseillées7
Chapitre 2 Méthodes et principes de la systématique en biologie9
Qu'est-ce qu'une phylogénie ?9
Reconstitution de l'histoire évolutive11
Caractères, état des caractères et réseaux11
Arbres généalogiques et enracinement13
Choix des arbres16
Synthèse des arbres généalogiques18
Probabilité de voir apparaître des modifications évolutives dans les caractères19
Ordonnance des états de caractères19
Inversions, parallélismes et pondération des caractères20
L'arbre généalogique est-il crédible ?21
Appréciation de la valeur d'un arbre complet : estimation de l'homoplasie21
Estimation de la valeur de segments d'arbres23
Description de l'évolution : représentation des caractères sur des arbres25
Construction d'une classification27
Groupement : les groupes qui reçoivent un nom doivent être monophylétiques28
Attribution d'un nom : tous les groupes n'en ont pas28
Classification : les rangs sont arbitraires29
Comparaison des classifications phylogénétiques et des classifications basées sur d'autres méthodes taxonomiques30
Références bibliographiques et lectures conseillées32
Chapitre 3 Bases historiques des systèmes de classification des angiospermes35
Classification, nature et stabilité35
Reconnaissance des relations37
Classification et mémorisation38
Les taxons de rangs supérieurs et leur formation39
Groupement des plantes42
Références bibliographiques et lectures conseillées44
Chapitre 4 Les arguments taxonomiques : caractères structuraux et biochimiques45
La morphologie45
Durée de vie et port de la plante46
Les racines46
Les tiges47
Les bourgeons47
Les feuilles48
Phyllotaxie48
Structure des feuilles48
Durée de vie des feuilles48
Types de nervations49
Forme des feuilles50
Sommet et base des feuilles50
Marge foliaire51
Consistance de la feuille51
Pliure et préfoliaison51
Indument51
Domaties et glandes53
La morphologie florale53
Symétrie florale55
Soudure des pièces florales55
Carpelle ou pistil55
Nombre de pièces55
L'insertion56
La placentation56
Termes floraux divers58
Biologie de la pollinisation58
Les syndromes de pollinisation58
Pollinisation par le vent et par l'eau58
Pollinisation par les animaux59
Coévolution des plantes et des pollinisateurs59
Pollinisation par leurre chez les orchidées60
L'autoincompatibilité61
L'autoincompatibilité homomorphique62
L'hétérostylie62
Les inflorescences, les fruits et les graines63
Types de fruits66
Les graines68
Dissémination des fruits et des graines (diaspores)69
L'anatomie70
Xylème et phloème secondaires70
Anatomie des nœuds72
Anatomie foliaire72
Structures sécrétrices73
Les cristaux74
Disposition du xylème et du phloème dans la tige75
Anatomie florale et développement des fleurs76
L'embryologie76
Les ovules et les mégagamétophytes77
L'embryon et l'albumen77
L'agamospermie78
Les chromosomes78
Le nombre chromosomique78
Structure des chromosomes80
Méthodes utilisées pour l'étude des chromosomes81
La palynologie82
Développement de l'anthère82
Structure, viabilité et méthodes d'étude du pollen82
Les métabolites secondaires des végétaux84
Les alcaloïdes84
Les bétalaïnes et les anthocyanes85
Les glucosinolates85
Les glycosides cyanogénétiques85
Les polyacétylènes86
Les terpénoïdes86
Les flavonoïdes87
Les protéines87
Séquençage des acides aminés87
La sérologie systématique88
L'électrophorèse88
Références bibliographiques et lectures conseillées88
Chapitre 5 La systématique moléculaire93
Les génomes végétaux94
Obtention des données moléculaires95
Cartographie des gènes95
Séquençage des gènes95
Types de données moléculaires96
Les réarrangements génomiques97
Les données de séquençage97
Analyse des données moléculaires98
Alignement des séquences98
Homoplasie et ramifications longues98
Méthodes de reconstitution phylogénétique99
Représentation sous forme d'arbres géniques ou spécifiques99
Les caractères moléculaires99
Structure de l'ADN chloroplastique100
rbcL101
Autres gènes chloroplastiques102
Les gènes nucléaires103
L'ARN ribosomique103
Les gènes à faible nombre de copies104
Les séquences nucléaires non codantes à grand nombre de copies105
Références bibliographiques106
Chapitre 6 Evolution et diversité des plantes107
La diversité des plantes est la conséquence de l'évolution108
Variation dans les populations et les espèces végétales111
Sources de variation111
Répartition locale et géographique de la variation112
La spéciation113
Conservation de la diversité face au flux de gènes114
Classification des mécanismes d'isolement reproducteur114
L'isolement temporel115
L'isolement floral115
L'autogamie116
L'incompatibilité116
L'inviabilité des hybrides117
L'isolement floral de l'hybride117
La stérilité hybride117
L'élimination des hybrides117
Origine des mécanismes d'isolement reproducteur117
Hybridation et introgression118
Fréquence de l'hybridation118
Conséquences de l'hybridation sur l'évolution119
Preuves de l'hybridation119
L'introgression122
La spéciation par hybridation123
Hybridation et reconstitution phylogénétique124
La polyploïdie125
Fréquence de la polyploïdie chez les plantes125
La spéciation allopolyploïde125
Les systèmes de reproduction126
Les définitions de l'espèce127
Etudes de cas chez les espèces végétales130
Les espèces faciles à reconnaître130
Les microespèces130
Les espèces agames130
Les espèces qui s'hybrident sur une grande échelle130
Les espèces isolées géographiquement, mais sans isolement reproducteur131
Marche à suivre pour reconnaître une espèce végétale132
Références bibliographiques et lectures conseillées133
Chapitre 7 Relations phylogénétiques entre les principaux groupes de trachéophytes, à l'exclusion des angiospermes135
Lycopodiophytes, psilotophytes, équisétophytes et fougères leptosporangiées137
Lycopodiophytes139
Lycopodiaceae Mirbel140
Selaginellaceae Willk140
Equisétophytes141
Equisetaceae Michx. ex DC.141
Psilotophytes142
Psilotaceae Kanitz142
Fougères leptosporangiées143
Osmundaceae Berchtold et J. Presl144
Cyatheaceae Kaulf.144
Marsileaceae Mirbel146
Polypodiaceae s.l. Berchtold et J.C. Presl146
«Spermatophytes non angiospermes»148
Cycadées149
Cycadaceae Pers.149
Zamiaceae Horianow150
Ginkgos150
Ginkgoaceae Engler150
Conifères152
Cupressaceae Bartlett153
Pinaceae Lindley155
Podocarpaceae Endlicher155
Taxaceae Gray157
Gnétophytes158
Ephedraceae Dumortier159
Références bibliographiques et lectures conseillées159
Chapitre 8 Relations phylogénétiques entre les angiospermes161
«Paléoherbes non monocotylées»168
Nymphaeales168
Nymphaeaceae Salisbury168
Ceratophyllales170
Ceratophyllaceae S.F. Gray170
Piperales171
Piperaceae C.A. Agardh171
Aristolochiales172
Aristolochiaceae Lindley172
Monocotylées174
Alismatales174
Araceae A.L. de Jussieu175
Alismataceae Ventenat177
Hydrocharitaceae A.L. de Jussieu179
Potamogetonaceae Dumortier179
Lilianae180
Liliales180
Liliaceae A.L. de Jussieu181
«Uvulariaceae» C.S. Kunth182
Trilliaceae Lindley182
Smilacaceae Ventenat183
Melanthiaceae Batsch183
Asparagales185
Convallariaceae P. Horaninow185
Asphodelaceae A.L. de Jussieu188
Agavaceae S.L. Endlicher189
Alliaceae J.G. Agardh189
Amaryllidaceae J. St. Hilaire190
Iridaceae A.L. de Jussieu191
Orchidaceae A.L. de Jussieu193
Dioscoreales195
Dioscoreaceae R. Brown195
Commelinanae197
Arecales197
Arecaceae C.H. Schultz-Schultzenstein197
Bromeliales199
Bromeliaceae A.L. de Jussieu199
Philydrales201
Haemodoraceae R. Brown201
Pontederiaceae Kunth202
Commelinales203
Commelinaceae Mirbel204
Eriocaulaceae Desvaux205
Xyridaceae C.A. Agardh206
Typhales206
Typhaceae A.L. de Jussieu206
Juncales209
Juncaceae A.L. de Jussieu209
Cyperaceae A.L. de Jussieu210
Poales210
Poaceae Barnhart210
Zingiberales216
Zingiberaceae Lindley218
Marantaceae Peterson218
Cannaceae A.L. de Jussieu220
«Complexe des magnoliidées»222
Magnoliales222
Magnoliaceae A.L. de Jussieu222
Annonaceae A.L. de Jussieu224
Laurales226
Lauraceae A.L. de Jussieu226
Illiciales227
Illiciaceae A.C. Smith228
Winteraceae Lindley228
Tricolpées (dicotylées vraies)230
«Tricolpées primitives»230
Ranunculales230
Ranunculaceae A.L. de Jussieu230
Berberidaceae A.L. de Jussieu233
Papaveraceae A.L. de Jussieu233
Proteales et autres «Tricolpées primitives»236
Platanaceae Dumortier237
Proteaceae A.L. de Jussieu237
Fonds des tricolpées (dicotylées vraies)238
Vitales238
Vitaceae A.L. de Jussieu238
Caryophyllanae240
Caryophyllales240
Caryophyllaceae A.L. de Jussieu240
Phytolaccaceae R. Brown243
Nyctaginaceae A.L. de Jussieu243
Amaranthaceae A.L. de Jussieu245
Aizoaceae Rudolphi246
«Portulacaceae» A.L. de Jussieu248
Cactaceae A.L. de Jussieu250
Polygonales252
Droseraceae Salisbury253
Polygonaceae A.L. de Jussieu253
Saxifragales256
Saxifragaceae A.L. de Jussieu256
Crassulaceae A.P. de Candolle258
Hamamelidaceae R. Brown260
Altingiaceae Lindlley262
Santalales262
Loranthaceae A.L. de Jussieu263
Viscaceae Miquel264
Clade des Rosidées264
Zygophyllales264
Zygophyllaceae R. Brown264
Geraniales266
Geraniaceae A.L. de Jussieu266
Rosidées vraies I268
Celastrales268
Celastraceae R. Brown268
Malpighiales268
Malpighiaceae A.L. de Jussieu268
Euphorbiaceae A.L. de Jussieu271
Clusiaceae Lindley274
Rhizophoraceae R. Brown275
Violaceae Batsch277
Passifloraceae A.L. de Jussieu ex Kunth278
Salicaceae Mirbel280
Oxalidales282
Oxalidaceae R. Brown282
Fabales282
Fabaceae Lindley283
Polygalaceae R. Brown288
Rosales290
Rosaceae A.L. de Jussieu292
Rhamnaceae A.L. de Jussieu299
Ulmaceae Mirbel299
Celtidaceae Link300
Moraceae Link302
Urticaceae A.L. de Jussieu304
Cucurbitales306
Cucurbitaceae A.L. de Jussieu306
Fagales306
Fagaceae Dumortier308
Betulaceae S.F. Gray309
Casuarinaceae Lindley313
Myricaceae Blume314
Juglandaceae A. Richard ex Kunth315
Rosidées vraies II317
Myrtales317
Lythraceae J. St.-Hilaire318
Onagraceae A.L. de Jussieu320
Myrtaceae A.L. de Jussieu321
Melastomataceae A.L. de Jussieu323
Combretaceae R. Brown325
Brassicales326
Brassicaceae Burnett326
Malvales329
Malvaceae A.L. de Jussieu329
Cistaceae A.L. de Jussieu333
Sapindales333
Rutaceae A.L. de Jussieu333
Meliaceae A.L. de Jussieu336
Simaroubaceae A.P. de Candolle337
Anacardiaceae Lindley338
Sapindaceae A.L. de Jussieu340
Clade des astéridées (Gamopetalae)343
Cornales343
Hydrangeaceae Dumortier343
Cornaceae Dumortier344
Ericales346
Sapotaceae A.L. de Jussieu346
Primulaceae Ventenat349
Myrsinaceae R. Brown349
Theaceae D. Don351
Ericaceae A.L. de Jussieu351
Sarraceniaceae Dumortier354
Polemoniaceae A.L. de Jussieu354
Fonds des astéridées357
Astéridées vraies I357
Solanales357
Solanaceae A.L. de Jussieu357
Convolvulaceae A.L. de Jussieu359
Boraginaceae A.L. de Jussieu361
«Hydrophyllaceae» R. Brown363
Gentianales363
Gentianaceae A.L. de Jussieu364
Rubiaceae A.L. de Jussieu365
Apocynaceae A.L. de Jussieu366
Lamiales369
Oleaceae Hoffmannsegg et Link372
Plantaginaceae A.L. de Jussieu373
Scrophulariaceae A.L. de Jussieu375
Orobanchaceae Ventenat375
Bignoniaceae A.L. de Jussieu377
Acanthaceae A.L. de Jussieu379
Gesneriaceae Dumortier379
Lentibulariaceae L.C. Richard381
Verbenaceae Jaume St.-Hilaire382
Lamiaceae Lindley383
Astéridées vraies II385
Aquifoliales385
Aquifoliaceae Bartling385
Apiales387
Apiaceae Lindley387
Dipsacales390
Caprifoliaceae A.L. de Jussieu390
Asterales392
Campanulaceae A.L. de Jussieu393
Asteraceae Dumortier396
Lectures conseillées401
Références bibliographiques402
Annexe 1 Nomenclature botanique421
Les noms scientifiques421
Prononciation des noms scientifiques425
Principes de nomenclature425
Conditions nécessaires à la dénomination de nouvelles espèces426
Plantes cultivées426
Noms d'hybrides427
Références bibliographiques et lectures conseillées427
Annexe 2 Préparation et identification des spécimens d'herbier429
Récolte des plantes429
Pressage et séchage des plantes430
La protection des plantes et la loi432
La détermination des plantes432
Clés432
Flores et monographies434
Herbiers, jardins botaniques et systématiciens spécialistes435
Montage et préparation des spécimens d'herbier435
Références bibliographiques437
Index taxonomique439
Index des sujets459