Plante

Les plantes sont l'un des six grands groupes (royaumes) d'êtres vivants. Ce sont des eucaryotes autotrophes, ce qui signifie qu'ils possèdent des cellules complexes et qu'ils fabriquent leur propre nourriture. En général, ils ne peuvent pas se déplacer (sans compter la croissance).

Les plantes comprennent des types familiers tels que les arbres, les herbes, les buissons, les herbes, les vignes, les fougères, les mousses et les algues vertes. L'étude scientifique des plantes, connue sous le nom de botanique, a permis d'identifier environ 350 000 espèces de plantes (vivantes) existantes. Les champignons et les algues non vertes ne sont pas classés comme des plantes.

La plupart des plantes poussent dans le sol, avec des tiges dans l'air et des racines sous la surface. Certaines flottent sur l'eau. La partie racinaire absorbe l'eau et certains éléments nutritifs dont la plante a besoin pour vivre et croître. Ces éléments grimpent sur la tige et atteignent les feuilles. L'évaporation de l'eau des pores des feuilles tire l'eau à travers la plante. C'est ce qu'on appelle la transpiration.

Une plante a besoin de lumière solaire, de dioxyde de carbone, de minéraux et d'eau pour fabriquer de la nourriture par photosynthèse. Une substance verte dans les plantes appelée chlorophylle piège l'énergie du soleil nécessaire à la fabrication de la nourriture. La chlorophylle se trouve principalement dans les feuilles, à l'intérieur des plastides, qui se trouvent à l'intérieur des cellules des feuilles. La feuille peut être considérée comme une usine alimentaire. Les feuilles des plantes varient en forme et en taille, mais elles sont toujours l'organe végétal le mieux adapté pour capter l'énergie solaire. Une fois que la nourriture est produite dans la feuille, elle est transportée vers les autres parties de la plante, comme les tiges et les racines.

Le mot "plante" peut également signifier l'action de mettre quelque chose dans le sol. Par exemple, les agriculteurs plantent des semences dans les champs.

La photosynthèse est un processus qui a lieu par les feuilles de la plante. Les feuilles sont les seules parties de la plante qui peuvent effectuer ce processus (en s'adaptant). On peut accélérer ce processus en ajoutant plus de CO2, de lumière et de chlorophylle.

Feuilles vertes et fleurs jaunes d'une plante de jonquille
Feuilles vertes et fleurs jaunes d'une plante de jonquille

Types de plantes

Algues vertes :

  • Chlorophyta
  • Charophyta

Plantes terrestres (embryophyte)

  • Plantes non vasculaires (bryophytes) :
    • Liverworts
    • Mosses
    • Hornworts
    • †Horneophytopsida
  • Plantes vasculaires (trachéophytes)
    • Lycopodiophyta-clubmosses
    • Pteridophyta : les fougères
      • Pteridopsida : les fougères typiques
      • Sphenopsida : les prêles
      • Marattiopsida : un groupe de fougères divergentes
      • Psilotopsida : groupe-soeur de toutes les autres fougères
    • †Rhyniophyta-rhyniophytes
    • †Zosterophyllophyta-zosterophylls
    • †Trimerophytophyta-trimerophytes
    • †Progymnospermophyta
    • Plantes à graines (spermatophytes)
      • †Pteridospermatophyta : les fougères de semence
      • Pinophyta : les conifères
      • Cycadophyte : les cycadées
      • Ginkgophyta : les ginkgos
      • Gnetophyta : groupe frère des Angiospermes
      • Magnoliophyta ou Angiospermes (plantes à fleurs)
        • Dicotylédones
        • Monocotylédones
  • †Nematophytes

L'usine d'aliments végétaux

Au moins certaines cellules végétales contiennent des organites photosynthétiques (plastides) qui leur permettent de se nourrir. Avec la lumière du soleil, l'eau et le dioxyde de carbone, les plastides fabriquent des sucres, les molécules de base nécessaires à la plante. L'oxygène libre (O2) est un sous-produit de la photosynthèse.

Plus tard, dans le cytoplasme cellulaire, les sucres peuvent être transformés en acides aminés pour les protéines, en nucléotides pour l'ADN et l'ARN, et en glucides tels que l'amidon. Ce processus nécessite certains minéraux : azote, potassium, phosphore, fer et magnésium.

Nutriments pour les plantes

La nutrition des plantes est l'étude des éléments chimiques qui sont nécessaires à la croissance des plantes.

Macronutriments :

  • N = Azote (hydrates de carbone)
  • P = Phosphore (ATP et cycle énergétique)
  • K = Potassium (régulation de l'eau)
  • Ca = Calcium (transport d'autres nutriments)
  • Mg = Magnésium (enzymes)
  • S = Soufre (certains acides aminés)
  • Si = Silicium (parois cellulaires)

Les micronutriments (oligo-éléments) comprennent :

  • Cl = Chlore (osmose et bilan ionique)
  • Fe = Fer (photosynthèse et cofacteur enzymatique)
  • B = Bore (transport du sucre et division cellulaire)
  • Mn = Manganèse (chloroplastes de construction)
  • Na = Sodium (divers)
  • Zn = Zinc (nombreux enzymes)
  • Cu = Cuivre (photosynthèse)
  • Ni= Nickel (une enzyme)
  • Mo = Molybdène (cofacteurs enzymatiques)
Chloroplastes visibles dans les cellules de Plagiomnium affine
Chloroplastes visibles dans les cellules de Plagiomnium affine

Racines

Les racines des plantes remplissent deux fonctions principales. Premièrement, elles ancrent la plante au sol. Deuxièmement, elles absorbent l'eau et les divers nutriments dissous dans l'eau du sol. Les plantes utilisent l'eau pour fabriquer des aliments. L'eau fournit également un support à la plante. Les plantes qui manquent d'eau deviennent très molles et leurs tiges ne peuvent pas soutenir leurs feuilles. Les plantes qui se spécialisent dans les zones désertiques sont appelées xérophytes ou phréatophytes, selon le type de croissance des racines.

L'eau est transportée des racines au reste de la plante par des récipients spéciaux dans la plante. Lorsque l'eau atteint les feuilles, une partie s'évapore dans l'air. De nombreuses plantes ont besoin de l'aide de champignons pour que leurs racines fonctionnent correctement. Cette symbiose plante/champignon est appelée mycorhize. Les bactéries Rhizobia dans les nodules des racines aident certaines plantes à obtenir de l'azote.

Reproduction de plantes à fleurs

Fleurs et pollinisation

Les fleurs ne sont l'organe reproducteur que des plantes à fleurs (Angiospermes). Les pétales d'une fleur sont souvent de couleur vive et parfumés pour attirer les insectes et autres pollinisateurs. L'étamine est la partie mâle de la plante. Elle est composée du filament (une tige) qui tient l'anthère, qui produit le pollen. Le pollen est nécessaire aux plantes pour produire des graines. Le carpelle est la partie femelle de la fleur. La partie supérieure du carpelle contient les stigmates. Le style est le cou du carpelle. L'ovaire est la zone gonflée à la base du carpelle. L'ovaire produit les graines. Le sépale est une feuille qui protège une fleur comme un bourgeon.

Le processus par lequel le pollen est transféré d'une fleur à l'autre s'appelle la pollinisation. Ce transfert peut se faire de différentes manières. Les insectes tels que les abeilles sont attirés par les fleurs parfumées et brillantes. Lorsque les abeilles entrent dans la fleur pour y recueillir du nectar, le pollen en épi se colle à leurs pattes arrière. Le stigmate collant d'une autre fleur capte le pollen lorsque l'abeille se pose ou vole à proximité.

Certaines fleurs utilisent le vent pour transporter le pollen. Leurs étamines pendantes produisent beaucoup de pollen qui est assez léger pour être transporté par le vent. Leurs fleurs sont généralement petites et peu colorées. Les stigmates de ces fleurs sont plumeux et pendent à l'extérieur de la fleur pour attraper le pollen lorsqu'il tombe.

Voyageurs de semences

Une plante produit de nombreuses spores ou graines. Les plantes inférieures comme les mousses et les fougères produisent des spores. Les plantes à graines sont les Gymnospermes et les Angiospermes. Si toutes les graines tombaient sur le sol en plus de la plante, la zone pourrait devenir surpeuplée. Il se peut qu'il n'y ait pas assez d'eau et de minéraux pour toutes les graines. Les graines ont généralement un moyen de se rendre à de nouveaux endroits. Certaines graines peuvent être dispersées par le vent ou par l'eau. Les graines à l'intérieur des fruits juteux sont dispersées après avoir été mangées. Parfois, les graines collent aux animaux et sont dispersées de cette façon.

Fossiles

La question des premiers fossiles de plantes dépend de ce que l'on entend par le mot "plante".

  1. Si par plantes nous entendons les phototrophes utilisant la chlorophylle, alors les cyanobactéries des stromatolithes sont les premiers fossiles, il y a 3 450 millions d'années (mya) dans l'éon archéen. La précision remarquable est possible parce que les fossiles ont été pris en sandwich entre des coulées de lave qui ont pu être datées avec précision grâce à des cristaux de zircon encastrés.
  2. Si l'on inclut dans les plantes tous les types d'algues, alors les premières algues rouges connues vivaient il y a 1,6 milliard d'années. Des fossiles de ces algues ont été récemment découverts en Inde.
  3. Si par plantes nous entendons les plantes vertes, Viridiplantae, alors les premiers fossiles sont des algues vertes. C'est probablement la position majoritaire parmi les botanistes professionnels. Il existe des preuves convaincantes de la monotonie des algues vertes charophytes et des embryophytes. Il reste deux choix :
    1. Les acritèques (un groupe de microfossiles à parois organiques) peuvent être des kystes reproducteurs d'algues vertes. Si c'est le cas, ils sont présents à l'ère néoprotérozoïque, 1000 mya.
    2. Sinon, il y a une forte augmentation des algues planctoniques autour de 540 mya dans la période cambrienne.
  4. Si par plantes nous entendons les plantes terrestres, les premiers fossiles se trouvent au Silurien.

Au Silurien, des fossiles de plantes entières sont conservés, dont le lycophyte Baragwanathia. Au Dévonien, des fossiles détaillés de rhyniophytes ont été trouvés. Les premiers fossiles de ces plantes anciennes montrent les cellules individuelles dans le tissu végétal. La période du Dévonien a également vu l'évolution du premier arbre de la série des fossiles, Wattezia. Cet arbre ressemblant à une fougère avait un tronc avec des frondes, et produisait des spores.

Les mesures de charbon sont une source importante de fossiles de plantes paléozoïques, avec de nombreux groupes de plantes existant à cette époque. Les terrils des mines de charbon sont les meilleurs endroits pour collecter les déchets ; le charbon lui-même est le reste de plantes fossilisées, bien que les détails structurels des fossiles de plantes soient rarement visibles dans le charbon. Dans la forêt de fossiles du parc Victoria à Glasgow, les souches de lépidodendrons se trouvent dans leur position de croissance initiale.

Arbre végétal phylogénétique, montrant les principaux clades et groupes traditionnels. Les groupes monophylétiques sont en noir et les paraphylétiques en bleu. Diagramme selon l'origine symbiogénétique des cellules végétales, et la phylogénie des algues, des bryophytes, des plantes vasculaires et des plantes à fleurs.
Arbre végétal phylogénétique, montrant les principaux clades et groupes traditionnels. Les groupes monophylétiques sont en noir et les paraphylétiques en bleu. Diagramme selon l'origine symbiogénétique des cellules végétales, et la phylogénie des algues, des bryophytes, des plantes vasculaires et des plantes à fleurs.

Pages connexes

  • Spore
  • Semences
  • Germination

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