698 cinqUièMe partie La diversité biologique à travers l’évolution
. Figure 29.5
panoraMa Les caractères dérivés des végétaux terrestres
Les quatre caractères fondamentaux décrits dans cette figure ne s’observent pas chez les Charophytes ;
ils sont propres aux végétaux terrestres. Ce sont : l’alternance de générations (et les embryons multicellulaires dépendants, un caractère associé), l’existence de spores entourées d’une paroi et produites dans
des sporanges, la présence de gamétanges multicellulaires et de méristèmes apicaux. On peut supposer
que ces caractères étaient absents chez l’ancêtre commun des végétaux terrestres et des Charophytes,
mais qu’ils constituent des caractères dérivés qui se sont manifestés indépendamment chez les végétaux terrestres. Certains ne sont pas exclusifs aux Végétaux, car ils sont apparus séparément dans
d’autres lignées. Par ailleurs, tous les Végétaux ne présentent pas nécessairement ces quatre caractères,
ce qui signifie que plusieurs lignées auraient perdu certains de ces caractères en cours d’évolution.
Le cycle de développement de tous les
végétaux terrestres se déroule en faisant
alterner deux générations d’organismes
multicellulaires : les gamétophytes et
les sporophytes. Comme le montre le
diagramme (utilisant une fougère en
guise d’exemple), chaque génération
engendre l’autre à tour de rôle, un
processus que l’on appelle alternance
de générations. Ce mode de reproduction s’observe aussi chez divers
groupes d’Algues, mais pas chez les
Charophytes, les plus proches parents
des végétaux terrestres.
Il ne faut pas confondre l’alternance
de générations avec la présence de formes
haploïdes et diploïdes dans le cycle de
développement d’autres organismes à
reproduction sexuée (voir la figure 13.6,
p. 286). Ainsi, chez l’humain, la méiose
produit des gamètes haploïdes dont
l’union donne des zygotes diploïdes qui
se divisent et deviennent multicellulaires.
La seule forme haploïde dans le cycle
de développement de l’humain est le
gamète unicellulaire. Au contraire, l’alternance de générations se caractérise par
le fait que la forme haploïde et la forme diploïde sont toutes les deux multicellulaires. Le gamétophyte haploïde multicellulaire (un végétal qui produit des
gamètes) est ainsi appelé parce qu’il produit par mitose des gamètes haploïdes
(oosphères et spermatozoïdes) qui fusionnent durant la fécondation et forment
des zygotes diploïdes. La division mitotique du zygote produit un sporophyte
diploïde multicellulaire (un végétal qui engendre des spores). Dans un sporophyte mature, la méiose produit des cellules reproductrices haploïdes appelées
spores, qui peuvent donner naissance à un nouvel organisme haploïde sans
fusionner avec une autre cellule. Puis le cycle recommence. Chez de nombreuses
plantes sans graines, comme la fougère de notre diagramme, le gamétophyte
et le sporophyte semblent être des plantes différentes, même s’ils constituent
deux formes d’une même espèce. Chez les plantes à graines, les gamétophytes
sont microscopiques ; les plantes que nous avons l’habitude de voir sont les
sporophytes.
À l’intérieur du cycle d’alternance de générations, un embryon végétal
multicellulaire se développe à partir d’un zygote qui reste à l’intérieur des tissus
de la plante mère (un gamétophyte). Les tissus maternels lui fournissent des
nutriments tels que des monosaccharides et des acides aminés. L’embryon possède des cellules spécialisées appelées cellules de transfert, qu’on trouve
aussi parfois dans le tissu maternel adjacent. Ces cellules favorisent le transfert
des nutriments du parent à l’embryon grâce aux invaginations complexes de
leur surface (constituée de la membrane plasmique et de la paroi cellulaire).
Cette interface est analogue à celle que présentent les Mammifères placentaires.
L’embryon multicellulaire dépendant des végétaux terrestres constitue un
caractère dérivé si important que les végétaux terrestres sont aussi appelés
Embryophytes.
Mitose
Mitose
Gamète d’une
autre plante
Gamétophyte
(n)
Sporophyte
(2n)
Mitose
Gamète
Zygote
Spore
2n
n
n
n
n
MÉIOSE
FÉCONDATION
Le gamétophyte produit
des gamètes haploïdes par mitose.
1
Deux gamètes
s’unissent (fécondation)
et forment un zygote
diploïde.
2
Le zygote se développe
et devient un sporophyte
diploïde multicellulaire.
3
Le sporophyte
produit des spores
haploïdes par méiose.
4
Les spores se
développent
et deviennent
des gamétophytes
multicellulaires
haploïdes.
5
Haploïde (n)
Diploïde (2n)
Légende
L’alternance des générations
en cinq étapes générales
Embryon
Embryon et cellule
de transfert de Marchantia
(une Hépatique)
Tissu maternel
Invaginations
de la paroi
Cellule de transfert
(délimitée par un
trait bleu)
10Rm
(600 w)
2Rm
(2 750 w)
L’alternance de générations et les embryons multicellulaires dépendants
Faites des liens Revoyez les cycles de
développement sexués à la figure 13.6 (p. 286).
Indiquez le cycle de développement qui procède par
alternance de générations et rappelez brièvement ce
qui le distingue des autres cycles de développement.
. Figure 29.5
panoraMa Les caractères dérivés des végétaux terrestres
Les quatre caractères fondamentaux décrits dans cette figure ne s’observent pas chez les Charophytes ;
ils sont propres aux végétaux terrestres. Ce sont : l’alternance de générations (et les embryons multicellulaires dépendants, un caractère associé), l’existence de spores entourées d’une paroi et produites dans
des sporanges, la présence de gamétanges multicellulaires et de méristèmes apicaux. On peut supposer
que ces caractères étaient absents chez l’ancêtre commun des végétaux terrestres et des Charophytes,
mais qu’ils constituent des caractères dérivés qui se sont manifestés indépendamment chez les végétaux terrestres. Certains ne sont pas exclusifs aux Végétaux, car ils sont apparus séparément dans
d’autres lignées. Par ailleurs, tous les Végétaux ne présentent pas nécessairement ces quatre caractères,
ce qui signifie que plusieurs lignées auraient perdu certains de ces caractères en cours d’évolution.
Le cycle de développement de tous les
végétaux terrestres se déroule en faisant
alterner deux générations d’organismes
multicellulaires : les gamétophytes et
les sporophytes. Comme le montre le
diagramme (utilisant une fougère en
guise d’exemple), chaque génération
engendre l’autre à tour de rôle, un
processus que l’on appelle alternance
de générations. Ce mode de reproduction s’observe aussi chez divers
groupes d’Algues, mais pas chez les
Charophytes, les plus proches parents
des végétaux terrestres.
Il ne faut pas confondre l’alternance
de générations avec la présence de formes
haploïdes et diploïdes dans le cycle de
développement d’autres organismes à
reproduction sexuée (voir la figure 13.6,
p. 286). Ainsi, chez l’humain, la méiose
produit des gamètes haploïdes dont
l’union donne des zygotes diploïdes qui
se divisent et deviennent multicellulaires.
La seule forme haploïde dans le cycle
de développement de l’humain est le
gamète unicellulaire. Au contraire, l’alternance de générations se caractérise par
le fait que la forme haploïde et la forme diploïde sont toutes les deux multicellulaires. Le gamétophyte haploïde multicellulaire (un végétal qui produit des
gamètes) est ainsi appelé parce qu’il produit par mitose des gamètes haploïdes
(oosphères et spermatozoïdes) qui fusionnent durant la fécondation et forment
des zygotes diploïdes. La division mitotique du zygote produit un sporophyte
diploïde multicellulaire (un végétal qui engendre des spores). Dans un sporophyte mature, la méiose produit des cellules reproductrices haploïdes appelées
spores, qui peuvent donner naissance à un nouvel organisme haploïde sans
fusionner avec une autre cellule. Puis le cycle recommence. Chez de nombreuses
plantes sans graines, comme la fougère de notre diagramme, le gamétophyte
et le sporophyte semblent être des plantes différentes, même s’ils constituent
deux formes d’une même espèce. Chez les plantes à graines, les gamétophytes
sont microscopiques ; les plantes que nous avons l’habitude de voir sont les
sporophytes.
À l’intérieur du cycle d’alternance de générations, un embryon végétal
multicellulaire se développe à partir d’un zygote qui reste à l’intérieur des tissus
de la plante mère (un gamétophyte). Les tissus maternels lui fournissent des
nutriments tels que des monosaccharides et des acides aminés. L’embryon possède des cellules spécialisées appelées cellules de transfert, qu’on trouve
aussi parfois dans le tissu maternel adjacent. Ces cellules favorisent le transfert
des nutriments du parent à l’embryon grâce aux invaginations complexes de
leur surface (constituée de la membrane plasmique et de la paroi cellulaire).
Cette interface est analogue à celle que présentent les Mammifères placentaires.
L’embryon multicellulaire dépendant des végétaux terrestres constitue un
caractère dérivé si important que les végétaux terrestres sont aussi appelés
Embryophytes.
Mitose
Mitose
Gamète d’une
autre plante
Gamétophyte
(n)
Sporophyte
(2n)
Mitose
Gamète
Zygote
Spore
2n
n
n
n
n
MÉIOSE
FÉCONDATION
Le gamétophyte produit
des gamètes haploïdes par mitose.
1
Deux gamètes
s’unissent (fécondation)
et forment un zygote
diploïde.
2
Le zygote se développe
et devient un sporophyte
diploïde multicellulaire.
3
Le sporophyte
produit des spores
haploïdes par méiose.
4
Les spores se
développent
et deviennent
des gamétophytes
multicellulaires
haploïdes.
5
Haploïde (n)
Diploïde (2n)
Légende
L’alternance des générations
en cinq étapes générales
Embryon
Embryon et cellule
de transfert de Marchantia
(une Hépatique)
Tissu maternel
Invaginations
de la paroi
Cellule de transfert
(délimitée par un
trait bleu)
10Rm
(600 w)
2Rm
(2 750 w)
L’alternance de générations et les embryons multicellulaires dépendants
Faites des liens Revoyez les cycles de
développement sexués à la figure 13.6 (p. 286).
Indiquez le cycle de développement qui procède par
alternance de générations et rappelez brièvement ce
qui le distingue des autres cycles de développement.