chapitre 29 La diversité des Végétaux I : la colonisation des milieux terrestres 715
Réponses du chapItRe 29
Questions des figures
Figure 29.5 Le cycle de développement de la figure 13.6b repose sur
l’alternance de générations, pas les autres. Contrairement à ce que l’on
observe dans le cycle de développement des Animaux (figure 13.6a),
la méiose qui survient lors de l’alternance de générations produit des
spores et non des gamètes. Par la suite, ces spores se divisent par mitose,
pour former un individu multicellulaire haploïde qui produit des gamètes.
Le cycle de développement des Animaux ne comporte pas de stade multicellulaire haploïde. Un cycle avec alternance de générations comporte
aussi un stade diploïde multicellulaire, ce qui n’est pas le cas du cycle
de développement illustré à la figure 13.6c. Figure 29.8 Oui. Comme
le montre le schéma, le spermatozoïde et l’oosphère qui fusionnent sont
nés tous les deux de la division mitotique de spores produites par le
même sporophyte. Cependant, ces spores sont génétiquement différentes
l’une de l’autre parce qu’elles ont été produites par méiose, un processus
de division cellulaire qui entraîne des variations génétiques entre les
cellules filles. Figure 29.10 Puisque la mousse réduit la perte d’azote
dans l’écosystème, les espèces qui viennent habituellement coloniser
les sols après la mousse jouissent sans doute d’un taux d’azote supérieur
à ce qu’elles trouveraient autrement. Dans la mesure où l’azote est un
nutriment essentiel à la croissance des Végétaux, la présence de la
mousse s’avère bénéfique pour les autres Végétaux, car habituellement
les sols ne contiennent pas d’azote en quantité suffisante. Figure 29.13
L’eau ne serait pas nécessaire pour permettre la fécondation chez une
fougère dont les spermatozoïdes se disperseraient sous l’effet du vent.
Cette adaptation constituerait un avantage pour les espèces qui poussent
en milieu aride. La sélection naturelle exercerait une forte pression vers
la production aérienne de spermatozoïdes (par opposition à la situation
actuelle, où les gamétophytes de certaines fougères sont enfouis dans le
sol). Figure2 9.16 Lorsqu’ils ne se reproduisaient pas, les Lycophytes
arborescents qui dominent cette forêt devaient ressembler à des
poteaux couverts de petites feuilles (microphylles). Dépourvue
d’un couvert feuillu, la forêt était à découvert et une grande quantité
de lumière parvenait jusqu’au sol.
retour sur le concept 29.1
1. Les végétaux terrestres possèdent des caractères qu’ils partagent seulement avec les Charophytes : présence d’anneaux de protéines producteurs
de cellulose et d’enzymes particulières dans les peroxysomes, spermatozoïdes flagellés et formation d’un phragmoplaste au cours de la division
cellulaire. Les comparaisons des gènes des noyaux et des chloroplastes
indiquent aussi que les Charophytes et les Végétaux ont un ancêtre
commun. 2. Les parois cellulaires des spores renforcées par la sporopollénine offrent une protection contre la rigueur des conditions environnementales ; les embryons multicellulaires se développent à l’intérieur
de la plante mère qui leur fournit protection et nutriments ; la cuticule
réduit la perte hydrique. 3. Le stade diploïde multicellulaire du cycle de
développement ne produirait pas de gamètes. Les hommes et les femmes
produiraient plutôt des spores haploïdes par méiose. Ces spores donneraient lieu à des stades haploïdes multicellulaires masculin et féminin,
ce qui constituerait une transformation majeure par rapport aux stades
haploïdes unicellulaires (spermatozoïdes et ovules) qui nous caractérisent.
Les stades haploïdes multicellulaires produiraient des gamètes, par mitose,
et se reproduiraient de façon sexuée. Un individu au stade haploïde
multicellulaire du cycle de développement humain pourrait ressembler
à un être humain ou à quelque chose de tout à fait différent. 4. Les végétaux terrestres, les Vasculaires et les Vasculaires à graines forment un
groupe monophylétique parce que chacun de ces groupes comprend
l’ancêtre commun du groupe et tous les descendants de cet ancêtre commun. Les deux autres catégories de Végétaux, les plantes non vasculaires
et les Vasculaires sans graines, sont paraphylétiques, car elles ne regroupent
pas tous les descendants du plus récent ancêtre commun du groupe.
retour sur le concept 29.2
1. Les Bryophytes sont considérées comme des plantes non vasculaires
parce qu’elles ne possèdent pas un système de transport vasculaire complexe. Elles diffèrent aussi des autres Végétaux par leur cycle de développement, qui est dominé par le stade du gamétophyte plutôt que par
celui du sporophyte. 2. Exemples de réponses : la surface étendue du
protonéma favorise l’absorption de l’eau et des minéraux ; les archégones en forme de vase protègent les oosphères pendant la fécondation
et four nissent les nutriments aux embryons grâce à des cellules de
transfert ; le pédicelle, semblable à une tige, achemine les nutriments provenant du gamétophyte jusqu’à la capsule, où les spores sont produites ;
la structure et le mouvement des dents du péristome permettent la
libération progressive des spores ; les stomates permettent l’échange
de CO 2 et de O 2 , tout en réduisant au minimum la déperdition d’eau ;
les spores légères sont dispersées par le vent.
3. 1
re
hypothèse
PAS DE
STOMATES
PAS DE
STOMATES
Apparition
des stomates
Apparition des stomates
Apparition
des stomates
Hépatiques
Mousses
Anthocérotes
Lycophytes
Ptérophytes
Gymnospermes
Angiospermes
2
e
hypothèse
3
e
hypothèse
Apparition
des stomates
Disparition des stomates
Anthocérotes
Hépatiques
Mousses
Lycophytes
Ptérophytes
Gymnospermes
Angiospermes
Anthocérotes
Hépatiques
Mousses
Lycophytes
Ptérophytes
Gymnospermes
Angiospermes
retour sur le concept 29.3
1. Les Lycophytes possèdent des microphylles alors que les Vasculaires à
graines et les Ptérophytes (les Fougères et leurs proches parents) portent
des mégaphylles. Les Ptérophytes et les Vasculaires à graines partagent
aussi des caractères que ne présentent pas les Lycophytes, comme le
développement asymétrique et la capacité de produire des ramifications
en divers endroits le long de la racine principale. 2. Les Vasculaires sans
graines et les Bryophytes produisent des spermatozoïdes flagellés qui
doivent se déplacer dans un film d’eau pour rejoindre l’oosphère ; cette
caractéristique commune constitue un défi pour les espèces qui poussent
en milieu aride. Au chapitre des différences importantes, les Vasculaires
sans graines ont des tissus vasculaires lignifiés, une caractéristique qui
permet aux sporophytes de pousser en hauteur et qui a transformé la vie
sur Terre (par la formation de forêts). Les Vasculaires sans graines ont
également des feuilles et des racines véritables. Comparativement aux
Réponses du chapItRe 29
Questions des figures
Figure 29.5 Le cycle de développement de la figure 13.6b repose sur
l’alternance de générations, pas les autres. Contrairement à ce que l’on
observe dans le cycle de développement des Animaux (figure 13.6a),
la méiose qui survient lors de l’alternance de générations produit des
spores et non des gamètes. Par la suite, ces spores se divisent par mitose,
pour former un individu multicellulaire haploïde qui produit des gamètes.
Le cycle de développement des Animaux ne comporte pas de stade multicellulaire haploïde. Un cycle avec alternance de générations comporte
aussi un stade diploïde multicellulaire, ce qui n’est pas le cas du cycle
de développement illustré à la figure 13.6c. Figure 29.8 Oui. Comme
le montre le schéma, le spermatozoïde et l’oosphère qui fusionnent sont
nés tous les deux de la division mitotique de spores produites par le
même sporophyte. Cependant, ces spores sont génétiquement différentes
l’une de l’autre parce qu’elles ont été produites par méiose, un processus
de division cellulaire qui entraîne des variations génétiques entre les
cellules filles. Figure 29.10 Puisque la mousse réduit la perte d’azote
dans l’écosystème, les espèces qui viennent habituellement coloniser
les sols après la mousse jouissent sans doute d’un taux d’azote supérieur
à ce qu’elles trouveraient autrement. Dans la mesure où l’azote est un
nutriment essentiel à la croissance des Végétaux, la présence de la
mousse s’avère bénéfique pour les autres Végétaux, car habituellement
les sols ne contiennent pas d’azote en quantité suffisante. Figure 29.13
L’eau ne serait pas nécessaire pour permettre la fécondation chez une
fougère dont les spermatozoïdes se disperseraient sous l’effet du vent.
Cette adaptation constituerait un avantage pour les espèces qui poussent
en milieu aride. La sélection naturelle exercerait une forte pression vers
la production aérienne de spermatozoïdes (par opposition à la situation
actuelle, où les gamétophytes de certaines fougères sont enfouis dans le
sol). Figure2 9.16 Lorsqu’ils ne se reproduisaient pas, les Lycophytes
arborescents qui dominent cette forêt devaient ressembler à des
poteaux couverts de petites feuilles (microphylles). Dépourvue
d’un couvert feuillu, la forêt était à découvert et une grande quantité
de lumière parvenait jusqu’au sol.
retour sur le concept 29.1
1. Les végétaux terrestres possèdent des caractères qu’ils partagent seulement avec les Charophytes : présence d’anneaux de protéines producteurs
de cellulose et d’enzymes particulières dans les peroxysomes, spermatozoïdes flagellés et formation d’un phragmoplaste au cours de la division
cellulaire. Les comparaisons des gènes des noyaux et des chloroplastes
indiquent aussi que les Charophytes et les Végétaux ont un ancêtre
commun. 2. Les parois cellulaires des spores renforcées par la sporopollénine offrent une protection contre la rigueur des conditions environnementales ; les embryons multicellulaires se développent à l’intérieur
de la plante mère qui leur fournit protection et nutriments ; la cuticule
réduit la perte hydrique. 3. Le stade diploïde multicellulaire du cycle de
développement ne produirait pas de gamètes. Les hommes et les femmes
produiraient plutôt des spores haploïdes par méiose. Ces spores donneraient lieu à des stades haploïdes multicellulaires masculin et féminin,
ce qui constituerait une transformation majeure par rapport aux stades
haploïdes unicellulaires (spermatozoïdes et ovules) qui nous caractérisent.
Les stades haploïdes multicellulaires produiraient des gamètes, par mitose,
et se reproduiraient de façon sexuée. Un individu au stade haploïde
multicellulaire du cycle de développement humain pourrait ressembler
à un être humain ou à quelque chose de tout à fait différent. 4. Les végétaux terrestres, les Vasculaires et les Vasculaires à graines forment un
groupe monophylétique parce que chacun de ces groupes comprend
l’ancêtre commun du groupe et tous les descendants de cet ancêtre commun. Les deux autres catégories de Végétaux, les plantes non vasculaires
et les Vasculaires sans graines, sont paraphylétiques, car elles ne regroupent
pas tous les descendants du plus récent ancêtre commun du groupe.
retour sur le concept 29.2
1. Les Bryophytes sont considérées comme des plantes non vasculaires
parce qu’elles ne possèdent pas un système de transport vasculaire complexe. Elles diffèrent aussi des autres Végétaux par leur cycle de développement, qui est dominé par le stade du gamétophyte plutôt que par
celui du sporophyte. 2. Exemples de réponses : la surface étendue du
protonéma favorise l’absorption de l’eau et des minéraux ; les archégones en forme de vase protègent les oosphères pendant la fécondation
et four nissent les nutriments aux embryons grâce à des cellules de
transfert ; le pédicelle, semblable à une tige, achemine les nutriments provenant du gamétophyte jusqu’à la capsule, où les spores sont produites ;
la structure et le mouvement des dents du péristome permettent la
libération progressive des spores ; les stomates permettent l’échange
de CO 2 et de O 2 , tout en réduisant au minimum la déperdition d’eau ;
les spores légères sont dispersées par le vent.
3. 1
re
hypothèse
PAS DE
STOMATES
PAS DE
STOMATES
Apparition
des stomates
Apparition des stomates
Apparition
des stomates
Hépatiques
Mousses
Anthocérotes
Lycophytes
Ptérophytes
Gymnospermes
Angiospermes
2
e
hypothèse
3
e
hypothèse
Apparition
des stomates
Disparition des stomates
Anthocérotes
Hépatiques
Mousses
Lycophytes
Ptérophytes
Gymnospermes
Angiospermes
Anthocérotes
Hépatiques
Mousses
Lycophytes
Ptérophytes
Gymnospermes
Angiospermes
retour sur le concept 29.3
1. Les Lycophytes possèdent des microphylles alors que les Vasculaires à
graines et les Ptérophytes (les Fougères et leurs proches parents) portent
des mégaphylles. Les Ptérophytes et les Vasculaires à graines partagent
aussi des caractères que ne présentent pas les Lycophytes, comme le
développement asymétrique et la capacité de produire des ramifications
en divers endroits le long de la racine principale. 2. Les Vasculaires sans
graines et les Bryophytes produisent des spermatozoïdes flagellés qui
doivent se déplacer dans un film d’eau pour rejoindre l’oosphère ; cette
caractéristique commune constitue un défi pour les espèces qui poussent
en milieu aride. Au chapitre des différences importantes, les Vasculaires
sans graines ont des tissus vasculaires lignifiés, une caractéristique qui
permet aux sporophytes de pousser en hauteur et qui a transformé la vie
sur Terre (par la formation de forêts). Les Vasculaires sans graines ont
également des feuilles et des racines véritables. Comparativement aux