696 cinqUièMe partie La diversité biologique à travers l’évolution
Par exemple, comme les Algues brunes, les Algues rouges et
certaines Algues vertes, les Végétaux sont des organismes multicellulaires, eucaryotes, photoautotrophes. Ils sont munis de
parois cellulaires renfermant de la cellulose, tout comme les
Algues vertes, les Dinophytes et les Algues brunes. Enfin, les
Algues vertes, les Euglénophytes, quelques Dinophytes et
les Végétaux comportent des chloroplastes qui contiennent
des chlorophylles a et b ainsi que des pigments caroténoïdes
accessoires.
Toutefois, les Charophytes sont les seules algues à partager avec les végétaux terrestres quatre caractéristiques essentielles, d’où la forte présomption d’un lien étroit entre les
deux groupes :
• Anneaux de protéines pour la synthèse de la cellulose.
La membrane plasmique des cellules des végétaux terrestres
et des Charophytes renferme des anneaux de protéines
(figure 29.2). C’est dans ces anneaux que sont synthétisées
les microfibrilles de cellulose des parois cellulaires. Chez
les Algues autres que les Charophytes, les protéines productrices de cellulose sont disposées de façon linéaire.
• Enzymes des peroxysomes. Les peroxysomes (voir la
figure 6.19, p.121) des végétaux terrestres et des Charophytes
con tiennent des enzymes (glycolate oxydase, par exemple)
qui contribuent à réduire les pertes de molécules organiques
attribuables à la photorespiration (voir le chapitre 10).
• Structure des spermatozoïdes flagellés. La structure
des spermatozoïdes flagellés que possèdent certains végétaux
terrestres présente de fortes ressemblances avec celle des
spermatozoïdes des Charophytes.
• Formation d’un phragmoplaste. Certains événements
de la division cellulaire ne s’observent que chez les végétaux
terrestres et chez certains Charophytes, comme Chara sp. et
Coleochaete sp. C’est le cas du phragmoplaste, un groupe
de microtubules qui se forme entre les noyaux des deux
cellules filles. Une plaque cellulaire se développe au milieu
du phragmoplaste, le long de l’axe médian de la cellule en
division (voir la figure 12.10, p. 267). La plaque cellulaire
produit ensuite une nouvelle paroi transversale qui sépare
les cellules filles.
Des preuves génétiques soutiennent aussi la conclusion
vers laquelle nous entraînent ces quatre caractéristiques morphologiques et biologiques. L’analyse des gènes des noyaux
et des chloroplastes d’une vaste gamme d’espèces de végétaux et d’algues indique que les Charophytes (Chara sp. et
Coleochaete sp. en particulier) sont les organismes modernes
les plus étroitement apparentés aux végétaux terrestres
(figure 29.3). Il faut cependant noter que ces algues modernes
ne sont pas les ancêtres des Végétaux. Elles donnent tout de
même une idée de ce à quoi ressemblaient ces ancêtres.
Un autre élément de preuve a été fourni par une équipe
de l’Université Laval, à Québec. En effet, après avoir étudié
l’ADN de son chloroplaste et mené des analyses phylogénétiques, ces chercheurs ont conclu que l’algue d’eau douce
Mesostigma viride serait un représentant actuel du groupe
dont sont issus les végétaux terrestres et les Algues vertes.
Les adaptations à la vie sur la terre ferme
Un grand nombre d’espèces de Charophytes vivent en eau
peu profonde, près du rivage des étangs et des lacs. Dans ce
milieu sujet à l’assèchement, la sélection naturelle favorise
les individus capables de survivre à des périodes durant lesquelles l’immersion n’est que partielle. De fait, les zygotes
des Charophytes sont entourés d’une couche de polymère
durable, la sporopollénine, qui prévient la déshydratation
des zygotes exposés à l’air. On observe une adaptation chimique semblable dans les parois résistantes de sporopollénine qui entourent les spores des végétaux.
L’acquisition de cette adaptation par au moins une population de Charophytes a probablement permis aux descendants (les premiers végétaux) de vivre au-dessus de la ligne
des eaux de manière permanente. Ces innovations produites
par l’évolution ont ouvert aux premières plantes terrestres de
vastes habitats, une nouvelle frontière offrant d’énormes avantages. Dans ces endroits, la lumière n’était plus filtrée par l’eau
et le plancton, l’atmosphère était riche en dioxyde de carbone ;
en outre, le sol du rivage regorgeait de nutriments minéraux
et, au début du moins, les herbivores et les agents pathogènes
se faisaient assez rares. Ces avantages s’accompagnaient cependant d’un certain nombre de handicaps, comme la relative
rareté de l’eau et un soutien structural insuffisant pour parer
à la gravité. (Pour avoir une idée de l’importance d’un tel soutien, songez à la façon dont le corps d’une méduse s’affaisse
lorsqu’elle est hors de l’eau.) Les végétaux terrestres ont pu se
30nm
(430 000 w)
b Figure 29.2 Les anneaux
de protéines de cellulose
synthase. Ces anneaux de
protéines enchâssés dans la
membrane plasmique n’existent
que chez les végétaux terrestres
et les Charophytes (MEB).
m Figure 29.3 Deux exemples de Charophytes, les algues les plus
étroitement apparentées aux végétaux terrestres.
᭣ Chara sp., un organisme d’eau
stagnante, avec ses rameaux
en verticilles ressemblant
à des feuilles
᭢ Coleochaete orbicularis,
un Charophyte en forme
de disque vivant aussi
dans les eaux stagnantes (MP)
40 Rm
(150 w)
5 mm
(2 w)
Par exemple, comme les Algues brunes, les Algues rouges et
certaines Algues vertes, les Végétaux sont des organismes multicellulaires, eucaryotes, photoautotrophes. Ils sont munis de
parois cellulaires renfermant de la cellulose, tout comme les
Algues vertes, les Dinophytes et les Algues brunes. Enfin, les
Algues vertes, les Euglénophytes, quelques Dinophytes et
les Végétaux comportent des chloroplastes qui contiennent
des chlorophylles a et b ainsi que des pigments caroténoïdes
accessoires.
Toutefois, les Charophytes sont les seules algues à partager avec les végétaux terrestres quatre caractéristiques essentielles, d’où la forte présomption d’un lien étroit entre les
deux groupes :
• Anneaux de protéines pour la synthèse de la cellulose.
La membrane plasmique des cellules des végétaux terrestres
et des Charophytes renferme des anneaux de protéines
(figure 29.2). C’est dans ces anneaux que sont synthétisées
les microfibrilles de cellulose des parois cellulaires. Chez
les Algues autres que les Charophytes, les protéines productrices de cellulose sont disposées de façon linéaire.
• Enzymes des peroxysomes. Les peroxysomes (voir la
figure 6.19, p.121) des végétaux terrestres et des Charophytes
con tiennent des enzymes (glycolate oxydase, par exemple)
qui contribuent à réduire les pertes de molécules organiques
attribuables à la photorespiration (voir le chapitre 10).
• Structure des spermatozoïdes flagellés. La structure
des spermatozoïdes flagellés que possèdent certains végétaux
terrestres présente de fortes ressemblances avec celle des
spermatozoïdes des Charophytes.
• Formation d’un phragmoplaste. Certains événements
de la division cellulaire ne s’observent que chez les végétaux
terrestres et chez certains Charophytes, comme Chara sp. et
Coleochaete sp. C’est le cas du phragmoplaste, un groupe
de microtubules qui se forme entre les noyaux des deux
cellules filles. Une plaque cellulaire se développe au milieu
du phragmoplaste, le long de l’axe médian de la cellule en
division (voir la figure 12.10, p. 267). La plaque cellulaire
produit ensuite une nouvelle paroi transversale qui sépare
les cellules filles.
Des preuves génétiques soutiennent aussi la conclusion
vers laquelle nous entraînent ces quatre caractéristiques morphologiques et biologiques. L’analyse des gènes des noyaux
et des chloroplastes d’une vaste gamme d’espèces de végétaux et d’algues indique que les Charophytes (Chara sp. et
Coleochaete sp. en particulier) sont les organismes modernes
les plus étroitement apparentés aux végétaux terrestres
(figure 29.3). Il faut cependant noter que ces algues modernes
ne sont pas les ancêtres des Végétaux. Elles donnent tout de
même une idée de ce à quoi ressemblaient ces ancêtres.
Un autre élément de preuve a été fourni par une équipe
de l’Université Laval, à Québec. En effet, après avoir étudié
l’ADN de son chloroplaste et mené des analyses phylogénétiques, ces chercheurs ont conclu que l’algue d’eau douce
Mesostigma viride serait un représentant actuel du groupe
dont sont issus les végétaux terrestres et les Algues vertes.
Les adaptations à la vie sur la terre ferme
Un grand nombre d’espèces de Charophytes vivent en eau
peu profonde, près du rivage des étangs et des lacs. Dans ce
milieu sujet à l’assèchement, la sélection naturelle favorise
les individus capables de survivre à des périodes durant lesquelles l’immersion n’est que partielle. De fait, les zygotes
des Charophytes sont entourés d’une couche de polymère
durable, la sporopollénine, qui prévient la déshydratation
des zygotes exposés à l’air. On observe une adaptation chimique semblable dans les parois résistantes de sporopollénine qui entourent les spores des végétaux.
L’acquisition de cette adaptation par au moins une population de Charophytes a probablement permis aux descendants (les premiers végétaux) de vivre au-dessus de la ligne
des eaux de manière permanente. Ces innovations produites
par l’évolution ont ouvert aux premières plantes terrestres de
vastes habitats, une nouvelle frontière offrant d’énormes avantages. Dans ces endroits, la lumière n’était plus filtrée par l’eau
et le plancton, l’atmosphère était riche en dioxyde de carbone ;
en outre, le sol du rivage regorgeait de nutriments minéraux
et, au début du moins, les herbivores et les agents pathogènes
se faisaient assez rares. Ces avantages s’accompagnaient cependant d’un certain nombre de handicaps, comme la relative
rareté de l’eau et un soutien structural insuffisant pour parer
à la gravité. (Pour avoir une idée de l’importance d’un tel soutien, songez à la façon dont le corps d’une méduse s’affaisse
lorsqu’elle est hors de l’eau.) Les végétaux terrestres ont pu se
30nm
(430 000 w)
b Figure 29.2 Les anneaux
de protéines de cellulose
synthase. Ces anneaux de
protéines enchâssés dans la
membrane plasmique n’existent
que chez les végétaux terrestres
et les Charophytes (MEB).
m Figure 29.3 Deux exemples de Charophytes, les algues les plus
étroitement apparentées aux végétaux terrestres.
᭣ Chara sp., un organisme d’eau
stagnante, avec ses rameaux
en verticilles ressemblant
à des feuilles
᭢ Coleochaete orbicularis,
un Charophyte en forme
de disque vivant aussi
dans les eaux stagnantes (MP)
40 Rm
(150 w)
5 mm
(2 w)