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IL ÉTAIT UNE FOIS LA PLANTE…
MORPHOLOGIE ET ANATOMIE FONCTIONNELLES VEGETALES
Rolland DOUZET-rolland.douzet@ujf-grenoble.fr
La poule ou l’œuf ??
La plante ou la graine ??
Les réponses…
Réponse philosophique : la poule. "le domaine du devenir s'oppose à celui de l'essence, car ce qui
est postérieur dans l'ordre de la génération est antérieur par nature, et ce qui est premier par
nature est dernier dans l'ordre de la génération."
(Aristote Parties des animaux II.1.646a24)
Réponse génétique et évolutive : l’œuf. En effet,
selon la théorie de l’évolution, la première poule
est forcément sortie d’un œuf qui n’était pas de
poule, donc l’œuf précède la poule.
Où commencer l’histoire ?
La germination : le début de l’histoire.
Les parties de la plante
Quelques rappels et précisions
INTRODUCTION
Alors, plantons des haricots…
De la graine à la plante : la germination du haricot
Cotylédons
(= feuilles embryonnaires)
Embryon Plumule
Radicule
Hypocotyle
FEUILLE
RACINE
TIGE
Hypocotyle Epicotyle
Bourgeon apical
Téguments
Le cours donc…
Questions :
• Quelles sont les parties de la plante ?
• Comment l’organisme végétal se construit-il ? est- il fonctionnellement organisé ?
• Comment et dans quelle mesure cette
organisation varie-t-elle ?
Organisation générale d’une angiosperme
Les angiospermes sont des cormophytes, c’est-à- dire que leur appareil
végétatif est constitué de différents membres :
• La tige
• La racine
• La feuille
Chacun de ces membres est formé à partir de
bourgeons où sont situés des méristèmes et est
constitué de différents tissus.
R. p. 732
Les grands groupes de plantes terrestres
Structure d’une cellule végétale
ribosome REG
REL dyctyosome
vésicule appareil de Golgi chloroplaste
lamelle moyenne
paroi plasmalemme
enveloppe nucléaire pore nucléaire
nucléole
filaments intermédiaires
noyau
microfilaments microtubule cytosquelette
peroxysome mitochondrie
vacuole
plasmodesme
cytosol
Schéma fonctionnel de la cellule végétale
CO
2CO
2O
2O
2Stockage
Exportation Exportation
Protéines + autres
Glucides
Eau, minéraux, acides aminés ADN
ARN
échanges gazeux flux de matière flux d’énergie
CHALEUR
Structure de la paroi primaire
Lamelle moyenne Plasmalemme Paroi secondaire Paroi primaire
Méat
Cellule 1
Cellule 2
La paroi : différenciation
La paroi secondaire se forme durant la différenciation cellulaire. Elle est
principalement composée de cellulose mais
peut aussi s’imprégner de composés polyphénoliques En particulier la lignine (rigide, imperméable et
Imputrescible) ou la subérine (imperméable et isolante)
Les plastes : diversité
(Pollen, graine, méristème)
(Fruits, fleurs) (Phloème, parenchymes de réserve, graines)
(Apex racinaire)
Les cellules s’organisent en tissus
Parenchyme chlorophyllien
Les différents types de tissus
Les cellules sont regroupées en tissus.
Les plantes possèdent trois systèmes de tissus.
• Les tissus de revêtement.
• Épiderme, rhizoderme et leurs annexes (poils, cellules stomatiques, etc.)
• Les tissus fondamentaux.
• Parenchymes divers, moelle
• Collenchyme
• Sclérenchyme
• Les tissus conducteurs.
• Xylème
• Phloème
INTRODUCTION.
I. La tige.
II. La racine.
III. La feuille.
IV. Fleur graine et fruit.
PLAN GENERAL
I. La Tige
•
A. Définitions
• B. Origine de la tige, le méristème apical
•
C. Anatomie de la tige
• 1°) Le cortex
• 2°) La stèle
• a. Le xylème primaire
• b. le phloème primaire
•
D. Variations morpho-anatomiques de la tige
• 1°) Variations phylogénétiques : la tige des monocotylédones
• 2°) Variations adaptatives fonctionnelles
• a. les tiges souterraines
• b. les tiges aériennes
• 3°) Cas particulier d’une tige ligneuse : croissance et méristèmes secondaires
• a. Le cambium
• b. Le phellogène
• c. Evolution et organisation d’une tige ligneuse
• d. diversité des tiges ligneuses, utilisations
PLAN
I. La Tige
•
A. Définitions
• B. Origine de la tige, le méristème apical
•
C. Anatomie de la tige
• 1°) Le cortex
• 2°) La stèle
• a. Le xylème primaire
• b. le phloème primaire
•
D. Variations morpho-anatomiques de la tige
• 1°) Variations phylogénétiques : la tige des monocotylédones
• 2°) Variations adaptatives fonctionnelles
• a. les tiges souterraines
• b. les tiges aériennes
• 3°) Cas particulier d’une tige ligneuse : croissance et méristèmes secondaires
• a. Le cambium
• b. Le phellogène
• c. Evolution et organisation d’une tige ligneuse
• d. diversité des tiges ligneuses, utilisations
PLAN
La tige : définition
Tige (nf, lat. tibia) : Axe principal de la plante en général aérien (parfois souterrain ou
immergé) se développant à partir de la
plumule de l’embryon et portant des feuilles
et des bourgeons. L’appareil vasculaire des
tiges relie les feuilles aux racines en assurant
la conduction des sèves. Les tiges peuvent
être herbacées ou ligneuses.
Caractéristiques de la tige
Se développe à partir de la plumule (une des deux extrémités de l’embryon)
Les jeunes tiges sont chlorophylliennes
Se décompose en nœuds et entrenœuds
Porte des feuilles et des bourgeons (végétatifs ou floraux) aux nœuds
Possède un phototropisme positif et un géotropisme négatif
Les ramifications sont externes (par les
bourgeons axillaires)
Fonctions de la tige
Fonctions premières :
• Porte et supporte les feuilles les fleurs et les fruits.
• Conduit les sèves.
Fonctions secondaires :
• Stockage (troncs, tiges souterraines)
• Pérennité.
• Multiplication végétative.
• Photosynthèse.
• Défense de la plante (épines)
• Limitation des pertes d’eau
La tige : morphologie générale
R. p. 744
I. La Tige
•
A. Définitions
• B. Origine de la tige, le méristème apical
•
C. Anatomie de la tige
• 1°) Le cortex
• 2°) La stèle
• a. Le xylème primaire
• b. le phloème primaire
•
D. Variations morpho-anatomiques de la tige
• 1°) Variations phylogénétiques : la tige des monocotylédones
• 2°) Variations adaptatives fonctionnelles
• a. les tiges souterraines
• b. les tiges aériennes
• 3°) Cas particulier d’une tige ligneuse : croissance et méristèmes secondaires
• a. Le cambium
• b. Le phellogène
• c. Evolution et organisation d’une tige ligneuse
• d. diversité des tiges ligneuses, utilisations
PLAN
Les bourgeons : morphologie
Le méristème caulinaire
Le méristème apical est la zone de croissance de la tige. C’est aussi à ce niveau que se
forment les autres organes : bourgeons, feuilles, fleurs.
Cellules méristématiques en MET
Noter la petite taille, le volume important du noyau, les petites vacuoles, les proplastes et la paroi fine
R. p. 730
10 µm
Organisation fonctionnelle d’un méristème caulinaire
ZC ZP
ZM
- Selon le type de division cellulaire on a pu diviser le méristème en deux parties :
1°) La tunica correspondant aux couches L1 et L2 aux divisions anticlinales
2°) le corpus (L3) Sans direction de division particulière.
- Selon des critères cytologiques (taille des cellules, aspect du cytoplasme) on a défini 3 zones
Zone centrale (ZC) assurant le maintien du méristème.
Zone périphérique (ZP) qui initie les primordia des futures organes
Zone médullaire (ZM) qui produira les tissus internes de la tige.
I. La Tige
•
A. Définitions
• B. Origine de la tige, le méristème apical
•
C. Anatomie de la tige
• 1°) Le cortex
• 2°) La stèle
• a. Le xylème primaire
• b. le phloème primaire
•
D. Variations morpho-anatomiques de la tige
• 1°) Variations phylogénétiques : la tige des monocotylédone
• 2°) Variations adaptatives fonctionnelles
• a. les tiges souterraines
• b. les tiges aériennes
• 3°) Cas particulier d’une tige ligneuse : croissance et méristèmes secondaires
• a. Le cambium
• b. Le phellogène
• c. Evolution et organisation d’une tige ligneuse
• d. diversité des tiges ligneuses, utilisations
PLAN
Structure générale d’un axe primaire
Epiderme Parenchyme cortical
Endoderme
Péricycle Tissus
conducteurs
Parenchyme médullaire (moelle)
CORTEX
CYLINDRE CENTRAL (= STÈLE)
Anatomie de la tige : Exemple la ficaire
CT tige ficaire, colorée au carmino-vert
La ficaire (Ranunculus ficaria)
Anatomie de la tige de ficaire
Parenchyme médullaire (moelle) Epiderme
Collenchyme
Parenchyme cortical chlorophyllien Faisceau cribro-vasculaire
L’épiderme
Photo Description/reconnaissance Schéma
conventionnel Tissus primaire de revêtement,
généralement formé d’une seule couche de cellule (la plus externe de l’organe) et recouvert d’une cuticule plus ou moins épaisse. Il assure la protection de la plante (déshydratation, excès de lumière) et assure les échanges gazeux grâce au stomates. Il peux posséder
différentes cellules spécialisées comme des trichomes ou des poils absorbants dans la racine (on
l’appelle aussi rhizoderme dans ce cas)
Avec cuticule épaisse
CL
Vue de dessus
Le trichome
Trichome d’un feuille de Cannabis sativa formé de poils pluricellulaires glanduleux
Poils pluricellulaires simples et glanduleux
d’épiderme de tomate (Lycopersicon esculentum)
Poils unicellulaire étoilé d’ Arabidopsis thaliana
Aiguillons de rose : des poils transformés
Le collenchyme
Photo Description/reconnaissance Schéma
conventionnel Tissus de soutien, primaire , vivant.
Les cellules sont en général petites, à paroi secondaire cellulosique épaisse. Le collenchyme est un tissus formant en général des massifs ou des anneaux, très
périphériques (sous-épidermique en général) et souvent responsables de la forme des organes (tiges en
particulier).
+ + + +
+ + +
+ + + +
+ + +
Collenchyme et forme des tiges
Lamium maculatum
Sclérenchyme au niveau d’un faisceau
Sclérenchyme (fibres) Phloème primaire
Xylème primaire
Le sclérenchyme
Photo Description/reconnaissance Schéma
conventionnel Tissu primaire de soutien ou de
protection, mort. Cellules de taille variables mais souvent assez petites, à paroi secondaire en général très épaisse, lignifiée, à lumière souvent réduite. Le sclérenchyme forme des fibres allongées, ou des anneaux, plus rarement de petits amas de cellules isodiamétriques (sclérites).
En général dans le cortex.
Le lin une fibre textile
Le jute, autre fibre textile
Corchorus capsularis
I. La Tige
•
A. Définitions
• B. Origine de la tige, le méristème apical
•
C. Anatomie de la tige
• 1°) Le cortex
• 2°) La stèle
• a. Le xylème primaire
• b. le phloème primaire
•
D. Variations morpho-anatomiques de la tige
• 1°) Variations phylogénétiques : la tige des monocotylédone
• 2°) Variations adaptatives fonctionnelles
• a. les tiges souterraines
• b. les tiges aériennes
• 3°) Cas particulier d’une tige ligneuse : croissance et méristèmes secondaires
• a. Le cambium
• b. Le phellogène
• c. Evolution et organisation d’une tige ligneuse
• d. diversité des tiges ligneuses, utilisations
PLAN
Détail d’un faisceau
Sclérenchyme (fibres) Phloème primaire
Xylème primaire
Le xylème primaire
Photo Description/reconnaissance Schéma
conventionnel Le xylème primaire est un tissu
conducteur présent dans la stèle. Il forme souvent des massifs (toujours associés à des massifs de phloème primaire. Il se forme à partir du procambium et est constitué de différents types cellulaires, le plus souvent lignifiés, morts ou vivants.
Son rôle est le transport de la sève brute.
Le xylème primaire : types cellulaires
Les cellules du procambium vont donner différents types cellulaires :
• des éléments conducteurs morts : trachéides et/ou vaisseaux.
• Des cellules de contact (incl. cellules associées aux vaisseaux)
• Du parenchyme ligneux vertical
• Des fibres plus rarement.
Les trachéides et les vaisseaux
Ces cellules conductrices de la sève brute possèdent une paroi secondaire en général
lignifiée plus ou moins développée sauf au niveau de zones amincies de la paroi primaire : les
ponctuations.
Dans les trachéides les parois terminales
subsistent et le passage d’une cellule à l’autre se fait par des ponctuations. Les vaisseaux sont
constituées de cellules appelées éléments de
vaisseau aux parois terminales entièrement ou
presque entièrement perforées. Les vaisseaux
communiquent entre eux par des ponctuations.
Trachéide (a)/Vaisseaux(b)
R. p. 737
Diversité des éléments conducteurs
Parmi les trachéides et les vaisseaux on
distingues différents types cellulaires en fonction du niveau de lignification et de la forme des
ponctuations :
• Les éléments annelés et spiralés sont typiques du protoxylème.
• Les trachéides scalariformes et aréolées diffèrent par la forme de leurs ponctuations, les premières se
retrouvent chez les ptéridophytes, les secondes chez les gymnospermes
• Les vaisseaux rayés, réticulés ou ponctués que l’on
rencontre chez les angiospermes et les gnétophytes
(gymnospermes particulières)
Trachéides à ponctuations scalariformes
Ponctuations
Pteris cretica Trachéides de Pteris cretica
Trachéides à ponctuation aréolées de Pin (Pinus sp.)
Torus
Marge
Paroi primaire
Paroi secondaire
Paroi primaire Partiellement
hydrolysée
Vaisseaux du xylème d’angiosperme
Ponctuations Perforation
Organisation du xylème primaire
PROCAMBIUM
Phloème primaire
Xylème primaire
Métaxylème
Protoxylème
Vaisseau annelé ou spiralé
Vaisseau réticulé
Parenchyme
ligneux
CL Xylème primaire de tige de Bryone
Vaisseau annelé Vaisseaux spiralés
Vaisseau réticulé
Px Mx
I. La Tige
•
A. Définitions
• B. Origine de la tige, le méristème apical
•
C. Anatomie de la tige
• 1°) Le cortex
• 2°) La stèle
• a. Le xylème primaire
• b. le phloème primaire
•
D. Variations morpho-anatomiques de la tige
• 1°) Variations phylogénétiques : la tige des monocotylédones
• 2°) Variations adaptatives fonctionnelles
• a. les tiges souterraines
• b. les tiges aériennes
• 3°) Cas particulier d’une tige ligneuse : croissance et méristèmes secondaires
• a. Le cambium
• b. Le phellogène
• c. Evolution et organisation d’une tige ligneuse
• d. diversité des tiges ligneuses, utilisations
PLAN
Le phloème primaire
Photo Description/reconnaissance Schéma
conventionnel Le phloème primaire est un tissu
conducteur de la stèle. Il forme des massifs associés à ceux du xylème primaire. Il se forme à partir du procambium. Il est de nature cellulosique et est constitué de divers types cellulaires. Son rôle et la conduction de la sève élaborée.
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
Types cellulaires du phloème primaire.
Les cellules du procambium vont donner différents types cellulaires.
• Les tubes et cellules criblées, vivantes mais énuclées.
• Les cellules compagnes. (cellules de contact chez les gymnospermes et ptéridophytes car ne
dérivant pas de la même initiale). Associées étroitement aux cellules et tubes criblés.
• Du parenchyme vertical
• Des fibres parfois. (cf. lin, jute etc…)
Phloème primaire
Les tubes criblés
Elément de tube criblé
Crible
Cellule compagne Plasmodesmes
Noyau CL Phloème de vigne (Vitis vinifera)
Formation des faisceaux vasculaires
Procambium
Protophloème Protoxylème
Protoxylème Métaphloème Métaxylème Multiplication ElongationDifférentiation
Méristème apical
Schéma général d’un faisceau cribro-vasculaire
p : parenchyme sc : sclérenchyme
Vs : vaisseaux annelés vr : vaisseaux spiralés tr : vaisseaux réticulé c : procambium
cc : cellules compagnes tc : tubes criblés
I. La Tige
•
A. Définitions
• B. Origine de la tige, le méristème apical
•
C. Anatomie de la tige
• 1°) Le cortex
• 2°) La stèle
• a. Le xylème primaire
• b. le phloème primaire
•
D. Variations morpho-anatomiques de la tige
• 1°) Variations phylogénétiques : la tige des monocotylédones
• 2°) Variations adaptatives fonctionnelles
• a. les tiges souterraines
• b. les tiges aériennes
• 3°) Cas particulier d’une tige ligneuse : croissance et méristèmes secondaires
• a. Le cambium
• b. Le phellogène
• c. Evolution et organisation d’une tige ligneuse
• d. diversité des tiges ligneuses, utilisations
PLAN
Variations morpho-anatomiques de la tige
La tige est soumise à des variations importantes tant du point de vue morphologique qu’anatomique.
Ces variations sont d’ordre phylogénétiques
(opposition monocotylédones/dicotylédones)
ou conditionnées par l’environnement (Tiges
souterraines, rôle de réserve…).
Diversité phylogénétique
Le cas le plus connu est celui qui oppose l’organisation anatomique des tiges des dicotylédones et des monocotylédones.
Le petit-houx (Ruscus aculeatus)
CT Tige de petit-houx (Ruscus aculeatus)
Parenchyme Médullaire
lignifié
Epiderme
Collenchyme Parenchyme cortical chlorophyllien
Faisceau cribro-vasculaire
Détail d’un faisceau cribro-vasculaire
Sclérenchyme (fibres)
Phloème primaire Xylème primaire
Parenchyme Médullaire
lignifié
Px
Mx
Plasmodesmes
Tableau récapitulatif
Organe : Tige Dicotylédones Monocotylédones
Caractéristiques Xylème et phloème primaire superposés.
Implications systématiques
- Faisceaux peu nombreux disposés en cercle dans la stèle.
- Faisceaux nombreux dispersés dans la stèle.
I. La Tige
•
A. Définitions
• B. Origine de la tige, le méristème apical
•
C. Anatomie de la tige
• 1°) Le cortex
• 2°) La stèle
• a. Le xylème primaire
• b. le phloème primaire
•
D. Variations morpho-anatomiques de la tige
• 1°) Variations phylogénétiques : la tige des monocotylédones
• 2°) Variations adaptatives fonctionnelles
• a. les tiges souterraines
• b. les tiges aériennes
• 3°) Cas particulier d’une tige ligneuse : croissance et méristèmes secondaires
• a. Le cambium
• b. Le phellogène
• c. Evolution et organisation d’une tige ligneuse
• d. diversité des tiges ligneuses, utilisations
PLAN
Diversité morphologique des tiges chez les plantes terrestres
Les tiges peuvent être :
• Herbacées (elles restent vertes en général)
• Ligneuses chez les espèces arbustives ou arborescentes (toutes les gymnospermes, certaines angiospermes dicotylédones)
• Certaines monocotylédones sont arborescentes ou arbustives (Palmiers, Dracaena) mais ne
possèdent pas de vraie tige ligneuse (pas de
xylème secondaire) on parle de Stipe.
Variation morpho-fonctionnelle de la tige
Variations morphologiques de la tige
Type de variation
Aérienne
Vrilles Epines
Phylloclade Cladode
Souterraine
Rhizome
Corme (= bulbe solide)
Bulbe
Tubercule Sub-aérienne
Tige volubile Stolon
Rejets
I. La Tige
•
A. Définitions
• B. Origine de la tige, le méristème apical
•
C. Anatomie de la tige
• 1°) Le cortex
• 2°) La stèle
• a. Le xylème primaire
• b. le phloème primaire
•
D. Variations morpho-anatomiques de la tige
• 1°) Variations phylogénétiques : la tige des monocotylédones
• 2°) Variations adaptatives fonctionnelles
• a. les tiges souterraines
• b. les tiges aériennes
• 3°) Cas particulier d’une tige ligneuse : croissance et méristèmes secondaires
• a. Le cambium
• b. Le phellogène
• c. Evolution et organisation d’une tige ligneuse
• d. diversité des tiges ligneuses, utilisations
PLAN
Les tiges souterraines
Rhizome : Tige épaisse, charnue à croissance horizontale (verticale) portant des cataphylles, des bourgeons axillaires et terminaux, des racines adventives. (gingembre, sceau de Salomon, primevère)
Corme : Tige épaisse, charnue, plus ou moins sphérique, à croissance verticale, portant des cataphylles, des
bourgeons axillaires et terminaux, des racines adventives.
(cyclamen, glaïeul, crocus)
Bulbe : Tige réduite discoïde (plateau) à entre nœuds très courts portant des feuilles charnues et sèches. Le bourgeon terminal donne le feuillage et/ou l’inflorescence. Porte des racines adventives. (Oignon, ail)
Tubercule : Extrémités renflée et charnues de tiges
souterraines. ) portant des cataphylles, des bourgeons
axillaires et terminaux (« yeux ») (pomme de terre)
Tiges souterraines : rhizome
Entrenœud
Cataphylles
(écailles) Nœud
Racines adventives Cataphylles
(écailles) Nœud
Rhizome de gingembre (Zingiber officinalis)
CT dans un rhizome de Muguet (Convallaria majalis)
Epiderme
Parenchyme cortical Moelle
Xylème primaire Phloème primaire
Endoderme
L’endoderme
Photo Description/reconnaissance Schéma
conventionnel Tissus primaire, formé d’une couche
de cellule et munie d’un
épaississement secondaire lignifié d’une forme particulière : le cadre de Caspari. Il correspond à la limite interne du cortex. Chez les
angiospermes il joue un rôle important dans le transfert de la sève brute entre le cortex et la stèle dans la racine ou les tiges
souterraines.
Bourgeons Terminaux
« œil = Bourgeon axillaire
Cataphylle
Un tubercule : La pomme de terre
(Solanum tuberosum)
Le bulbe d’oignon
Jeune pousse issue d’un bourgeon axillaire
Feuilles mortes, écailleuses assurant la protection
Feuilles charnues (réserves)
Racines adventives Tige à
entrenoeuds très courts
= plateau
Un bulbe : L’oignon
Le corme ou bulbe solide du crocus (Crocus sativus)
Fleur Feuille
Futur Corme Corme de l’année Corme de l’année Précédente
Racines adventives Racines
contractiles
Racines contractiles
I. La Tige
•
A. Définitions
• B. Origine de la tige, le méristème apical
•
C. Anatomie de la tige
• 1°) Le cortex
• 2°) La stèle
• a. Le xylème primaire
• b. le phloème primaire
•
D. Variations morpho-anatomiques de la tige
• 1°) Variations phylogénétiques : la tige des monocotylédones
• 2°) Variations adaptatives fonctionnelles
• a. les tiges souterraines
• b. les tiges aériennes
• 3°) Cas particulier d’une tige ligneuse : croissance et méristèmes secondaires
• a. Le cambium
• b. Le phellogène
• c. Evolution et organisation d’une tige ligneuse
• d. diversité des tiges ligneuses, utilisations
PLAN
Stolon
Tiges volubiles
Convolvulus arvensis Cuscuta epithymum
Epines de Citrus hystrix
Rameaux axillaires
Transformés en épines
Rameaux épineux d’Euphorbia echinus
Vrilles de Vigne (Vitis vinifera)
Phylloclades et cladodes
Phylloclade : tige en général renflée et
charnue, chlorophyllienne en général à feuilles réduites ou nulles, parfois transformées en
épines. Assure la photosynthèse, et le stockage de l’eau.
Cladode : Phylloclade à croissance limitée (en général un ou deux entrenœuds d’un rameau court axillaire) prenant en général l’aspect
d’une feuille. Assure la photosynthèse.
Phylloclade d’Opuntia littoralis
Entrenœud
Arthrocnemum glaucum Pterospartum tridentatum subsp. lasianthum
Cladodes
Ruscus aculeatus Phyllocladus sp.
I. La Tige
•
A. Définitions
• B. Origine de la tige, le méristème apical
•
C. Anatomie de la tige
• 1°) Le cortex
• 2°) La stèle
• a. Le xylème primaire
• b. le phloème primaire
•
D. Variations morpho-anatomiques de la tige
• 1°) Variations phylogénétiques : la tige des monocotylédone
• 2°) Variations adaptatives fonctionnelles
• a. les tiges souterraines
• b. les tiges aériennes
• 3°) Cas particulier d’une tige ligneuse : croissance et méristèmes secondaires
• a. Le cambium
• b. Le phellogène
• c. Evolution et organisation d’une tige ligneuse
• d. diversité des tiges ligneuses, utilisations
PLAN
Cas particulier d’une tige ligneuse.
Dans les plantes ligneuses (gymnospermes et angiospermes dicotylédones) une croissance secondaire en épaisseur se met en place. Elle s’accompagne de la formation très importante de bois.
Cette croissance est rendue possible par la présence de deux méristèmes secondaires :
• Le cambium
• Le phellogène ou assise subéro-phellodermique.
I. La Tige
•
A. Définitions
• B. Origine de la tige, le méristème apical
•
C. Anatomie de la tige
• 1°) Le cortex
• 2°) La stèle
• a. Le xylème primaire
• b. le phloème primaire
•
D. Variations morpho-anatomiques de la tige
• 1°) Variations phylogénétiques : la tige des monocotylédone
• 2°) Variations adaptatives fonctionnelles
• a. les tiges souterraines
• b. les tiges aériennes
• 3°) Cas particulier d’une tige ligneuse : croissance et méristèmes secondaires
• a. Le cambium
• b. Le phellogène
• c. Evolution et organisation d’une tige ligneuse
• d. diversité des tiges ligneuses, utilisations
PLAN
Mise en place d’une croissance secondaire : le cas du sureau
(Sambucus nigra)
Phloème secondaire Phloème primaire
Fibres
Xylème secondaire
Le xylème secondaire (= bois)
Photo Description/reconnaissance Schéma
conventionnel Le xylème secondaire ou bois est
un tissu conducteur. Il forme en général des cernes concentriques. Il se forme à partir du cambium et est constitué de différents types
cellulaires, le plus souvent lignifiés, morts ou vivants. Son rôle est le transport de la sève brute.
Les types cellulaires du xylème secondaire
Le cambium contient deux types de cellules méristématiques :
• Les initiales fusiformes qui donnent des trachéides et/ou des vaisseaux, des cellules de contact, du
parenchyme vertical et des fibres
• Les initiales radiales, isodiamétriques qui donnent
le parenchyme horizontal des rayons ligneux. Ce
parenchyme assure le transport latéral de la sève
brute.
Le phloème secondaire
Photo Description/reconnaissance Schéma
conventionnel Le phloème secondaire est un tissu
conducteur chez les plantes ligneuses. Il forme un anneau continu associé à celui du xylème secondaire. Il se forme à partir du cambium. Il est de nature
cellulosique et est constitué de divers types cellulaires. Son rôle et la conduction de la sève élaborée.
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
Les types cellulaires du phloème secondaire
Le cambium contient deux types de cellules méristématiques :
• Les initiales fusiformes qui donnent des tubes
criblés et des cellules compagnes, du parenchyme vertical et des fibres
• Les initiales radiales qui donnent le parenchyme
horizontal. Ce parenchyme assure le transport
latéral de la sève élaborée.
Xylème primaire Xylème secondaire
Phloème primaire Phloème secondaire
Moelle Rayons ligneux
Parenchymle horizontal)
I. La Tige
•
A. Définitions
• B. Origine de la tige, le méristème apical
•
C. Anatomie de la tige
• 1°) Le cortex
• 2°) La stèle
• a. Le xylème primaire
• b. le phloème primaire
•
D. Variations morpho-anatomiques de la tige
• 1°) Variations phylogénétiques : la tige des monocotylédones
• 2°) Variations adaptatives fonctionnelles
• a. les tiges souterraines
• b. les tiges aériennes
• 3°) Cas particulier d’une tige ligneuse : croissance et méristèmes secondaires
• a. Le cambium
• b. Le phellogène
• c. Evolution et organisation d’une tige ligneuse
• d. diversité des tiges ligneuses, utilisations
PLAN
Mise en place du Phellogène
Phellogène
Suber ou liège
Photo Description/reconnaissance Schéma
conventionnel Le suber ou liège est un tissu
secondaire mort de revêtement et de protection provenant du
fonctionnement du phellogène. Il est caractéristique des
spermaphytes ligneuses. Il est formé de cellules rectangulaires, alignées à paroi secondaire assez fine imprégnée de subérine.
Le phelloderme
Photo Description/reconnaissance Schéma
conventionnel Le phelloderme est un tissus
secondaire vivant de la tige des
gymnospermes et des angiospermes ligneuses. Il provient du
fonctionnement du phellogène . Il est limité en général à une seule couche de cellules à paroi
secondaire peu épaisse et
cellulosique. Il n’a pas de fonction particulière.
Xylème primaire Suber
Lenticelle
Les lenticelles
Prunus sp. Frangula dodonaei Betula sp.
Résumons nous…
1°) Mise en place du cambium 2°) Fonctionnement du cambium Mise en place du phellogène
3°) Fonctionnement du cambium et du phellogène
Une petite animation pour bien comprendre…
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I. La Tige
•
A. Définitions
• B. Origine de la tige, le méristème apical
•
C. Anatomie de la tige
• 1°) Le cortex
• 2°) La stèle
• a. Le xylème primaire
• b. le phloème primaire
•
D. Variations morpho-anatomiques de la tige
• 1°) Variations phylogénétiques : la tige des monocotylédones
• 2°) Variations adaptatives fonctionnelles
• a. les tiges souterraines
• b. les tiges aériennes
• 3°) Cas particulier d’une tige ligneuse : croissance et méristèmes secondaires
• a. Le cambium
• b. Le phellogène
• c. Evolution et organisation d’une tige ligneuse
• d. diversité des tiges ligneuses, utilisations
PLAN
Evolution de la tige ligneuse au cours du temps
Le fonctionnement des deux méristèmes secondaires est très disproportionné :
• Le cambium donne quasi exclusivement du xylème secondaire.
• Le phellogène ne donne quasiment que du suber.
De plus, sous nos climats, le fonctionnement de ces méristèmes est saisonnier.
Il en résulte la formation du rameau ligneux
tel qu’on l’observe dans la nature
Une cerne = une année de croissance
Le bois de cœur ou duramen est entièrement mort, de plus les cellules sont imprégnées de
tanins. C’est la partie du bois économiquement la plus intéressante.
L’aubier correspond en partie à du bois vivant
(épaisseur variable selon les espèces) il assure le transport de la sève brute et le stockage de
réserves parfois. Les rayons ligneux assurent le transfert horizontal de la sève.
L’écorce ou rhytidome comprend le phloème secondaire, le phellogène et le liège protecteur qui desquame régulièrement.
Structure d’un rameau ligneux d’angiosperme
Bois de cœur (Duramen) Cernes
annuels de croissance
Sous nos climats le cambium a une activité saisonnière.
• Elle débute à la fin de l’hiver/début du printemps lors du débourrage des feuilles. Les besoins en eaux et en nutriments sont forts, le bois produit est le bois de printemps reconnaissable à ses vaisseaux de fort diamètre.
• Durant le printemps et l’été la gestion de l’eau est plus sévère, il se forme alors le bois d’été plus dense aux vaisseaux de plus faible diamètre.
• Après la chute des feuilles la production de bois cesse totalement, le cambium est au repos.
Fonctionnement saisonnier du cambium
Cernes, bois de printemps et bois d’été.
Une cerne = une année de croissance
Bois de printemps
Vaisseaux de fort diamètre
= début de la cerne
Bois d’été
Vaisseaux de faible diamètre
Les différents plans d’observation d’une tige ligneuse
Organisation tridimensionnelle du bois secondaire d’une angiosperme ligneuse.
rlg : rayon ligneux
la : limite de croissance annuelle
v : vaisseau c : cambium
cc : cellules compagnes tc : tube criblé
rlb : rayons libériens
CT tronc Noisetier (Corylus avellana)
Parenchyme ligneux vertical Vaisseaux
Rayons ligneux Limite de la cerne
Cambium
C rad. Tronc noiseier (Corylus avellana)
Rayons ligneux
Ponctuation Vaisseau Perforation
Parenchyme ligneux vertical
C tang. Tronc noisetier (Corylus avellana)
Vaisseau
Parenchyme ligneux vertical
Rayons ligneux
Section de tronc de pin maritime (Pinus maritima)
Organisation tridimensionnelle d’un tronc d’une gymnosperme
bi : bois de printemps
la : limite annuelle de croissance bf : bois d’été
pa : ponctuation aréolées Tt : trachéides transverses rm : rayon médullaires
CT bois secondaire de Pin (Pinus sp.)
Bois de printemps Bois d’été
Canaux résinifères
Rayons médullaires)
(Trachéides transverses et parenchyme horizontal)
CT Tronc de Pin (Pinus radiata)
Rayons médullaires Trachéides
CLR
Rayons médullaires Trachéides
CLT
Rayons médullaires Trachéides
Résumé : évolution du xylème chez les trachéophytes
CAV : cellules associées au vaisseaux
Résumé : évolution du phloème chez les trachéophytes
I. La Tige
•
A. Définitions
• B. Origine de la tige, le méristème apical
•
C. Anatomie de la tige
• 1°) Le cortex
• 2°) La stèle
• a. Le xylème primaire
• b. le phloème primaire
•
D. Variations morpho-anatomiques de la tige
• 1°) Variations phylogénétiques : la tige des monocotylédone
• 2°) Variations adaptatives fonctionnelles
• a. les tiges souterraines
• b. les tiges aériennes
• 3°) Cas particulier d’une tige ligneuse : croissance et méristèmes secondaires
• a. Le cambium
• b. Le phellogène
• c. Evolution et organisation d’une tige ligneuse
• d. diversité des tiges ligneuses, utilisations
PLAN
Le bois d’ébène
Bois de cœur (Duramen)
Dyospiros senegalensis Meuble XVIIème en ébène (Louvres)
CLT bois ébène limite duramen aubier Section de tronc d’ébène
Le chêne liège (Quercus suber)
Ecorce du chêne liège avec suber surdéveloppé
Récolte du liège dans le var Chêne liège après récolte
Une liane de la forêt guyanaise : Bahaunia sp.
Le caudex : Il correspond à un renflement
important de la tige (plantes pachycaules) ou d’une partie de la tige et/ou parfois d’une
partie de la racine pour former un organe de réserve situé au dessus du sol.
Caudex
Adenium obesum
Adansonia grandidieri
Myrmecodia : caudex, domatie et myrmécophilie…
Base des feuilles
Méristème apical
Base des feuilles
MEP
Cas particulier le stipe des palmiers
II. La racine
• A. Définition, généralités
• B. Origine de la racine : le méristème racinaire
• C. Anatomie de la racine
•
1°) Dicotylédones
•
2°) Monocotylédones
• D. Ramification des racines
• E. Bilan : comparaison racine/tige
• F. Variations morpho-anatomiques des racines
•
1°) Les types de racines
•
2°) Croissance secondaire des racines
•
3°) Les racines à rôle de réserve, la tubérisation.
•
4°) Les racines aériennes
•
5°) Racines et symbiose.
PLAN
II. La racine
• A. Définition, généralités
• B. Origine de la racine : le méristème racinaire
• C. Anatomie de la racine
•
1°) Dicotylédones
•
2°) Monocotylédones
• D. Ramification des racines
• E. Bilan : comparaison racine/tige
• F. Variations morpho-anatomiques des racines
•
1°) Les types de racines
•
2°) Croissance secondaire des racines
•
3°) Les racines à rôle de réserve, la tubérisation.
•
4°) Les racines aériennes
•
5°) Racines et symbiose.
PLAN
La Racine : définition
Racine : (n.f. lat. radix = racine) Partie
inférieure des axes de la plante, dérivant de la radicule de l’embryon, en général souterraine, servant à l’encrage de la plante au substrat, à l’absorption de l’eau et des minéraux et à la conduction des sèves. Elle est en général
dépourvue de chlorophylle et de bourgeons.
Les rôles de la racine
Rôles premiers :
• Encrage de la plante dans le sol
• Nutrition hydrominérale
• Conduction des sèves
Rôles secondaires :
• Stockage
• Encrage, accrochage en milieu instable
• Photosynthèse
• Échanges gazeux
II. La racine
• A. Définition, généralités
• B. Origine de la racine : le méristème racinaire
• C. Anatomie de la racine
•
1°) Dicotylédones
•
2°) Monocotylédones
• D. Ramification des racines
• E. Bilan : comparaison racine/tige
• F. Variations morpho-anatomiques des racines
•
1°) Les types de racines
•
2°) Croissance secondaire des racines
•
3°) Les racines à rôle de réserve, la tubérisation.
•
4°) Les racines aériennes
•
5°) Racines et symbiose.
PLAN
Le méristème apical racinaire
Protoderme
Procambium Méristème fondamental
Méristème apical Zone quiescente Méristème de la coiffe
Coiffe
Le méristème racinaire
R. p. 739
Croissance de la racine
II. La racine
• A. Définition, généralités
• B. Origine de la racine : le méristème racinaire
• C. Anatomie de la racine
•
1°) Dicotylédones
•
2°) Monocotylédones
• D. Ramification des racines
• E. Bilan : comparaison racine/tige
• F. Variations morpho-anatomiques des racines
•
1°) Les types de racines
•
2°) Croissance secondaire des racines
•
3°) Les racines à rôle de réserve, la tubérisation.
•
4°) Les racines aériennes
•
5°) Racines et symbiose.
PLAN
Zone pilifère et poils absorbants
Zone pilifère sur une germination de radis
Rhizoderme Poils absorbants
(= rhizoïdes)
CT racine de ficaire (Ranunculus ficaria)
Le subéroïde
Parenchyme cortical
Subéroïde
L’assise subéreuse ou subéroïde
Photo Description/reconnaissance Schéma
conventionnel Le subéroïde ou assise subéreuse
est un tissu primaire présent en particulier au niveau des racines âgées, lorsque celles-ci n’ont plus d’assise pilifère. Les cellules ont une paroi imprégnée de subérine mais ne sont pas alignées et dérivent de la transformation des cellules du parenchyme cortical. Il a un rôle protecteur.
La stèle
EndodermePéricycle
Moelle Phloème primaire Xylème primaire
Px Mx
Le péricycle
Photo Description/reconnaissance Schéma
conventionnel Tissus primaire, formé d’une couche
de cellules cellulosiques. C’est la couche la plus périphérique de la stèle. Il joue un rôle important lors de la ramification des racines, de la croissance secondaire de ces
dernières.
II. La racine
• A. Définition, généralités
• B. Origine de la racine : le méristème racinaire
• C. Anatomie de la racine
•
1°) Dicotylédones
•
2°) Monocotylédones
• D. Ramification des racines
• E. Bilan : comparaison racine/tige
• F. Variations morpho-anatomiques des racines
•
1°) Les types de racines
•
2°) Croissance secondaire des racines
•
3°) Les racines à rôle de réserve, la tubérisation.
•
4°) Les racines aériennes
•
5°) Racines et symbiose.
PLAN
CT racine d’iris (Iris sp.)
La stèle
EndodermePéricycle
Moelle Phloème primaire Xylème primaire
Px
Mx