botanique - Centre d`Appui aux Pratiques d`Enseignement
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Un aperçu de Botanique Là où le citadin en promenade ne voit que du vert, le botaniste voit des centaines d'espèces végétales variant par leur forme, leur couleur, leur parfum et leur utilité. Pour pouvoir appréhender cette diversité, il faut connaître un minimum de l'anatomie des plantes. C'est ce que je me propose de vous faire découvrir au travers de ce site. Une plante est composée de 3 grandes parties : racines, tiges et feuilles. La façon dont sont ordonnées ces 3 parties conditionne le port de la plante. La reproduction est assurée par les fleurs, qui peuvent être groupées en inflorescence. Les fruits, issus de la fécondation des fleurs, ont des formes très différentes selon les plantes. Les classifications végétales sont toutes basées sur ces différents critères anatomiques qui ont évolués au cours des temps. Si parmi ces pages vous ne trouvez pas l'explication d'un mot rencontré dans un autre ouvrage, consultez le glossaire des termes botaniques. Auteur : Ludovic THEBAULT http://www.tela-botanica.org/ Les racines Les différentes parties C'est le plus souvent un organe souterrain ayant pour rôle principal d'absorber l'eau et les sels minéraux indispensables à la plante et de fixer celle-ci dans le sol. La racine peut avoir également un rôle de réserve. On peut définir 4 parties dans une racine : La zone subéreuse(4) correspond à la partie la plus âgée de la racine; elle porte les racines secondaires ou radicelles. La zone pilifère (3) émet des poils absorbants. Ce sont eux qui permettent l'absorption de l'eau et des sels minéraux. La zone d'accroissement (2) située derrière la coiffe, elle est responsable de la multiplication cellulaire. La coiffe (1) termine et protège la racine. C'est elle qui permet la pénétration dans le sol. Les différents types On distingue plusieurs types de racines selon l'écologie de la plante : Racine pivotante Racine fasciculée Racine pivotante la racine va chercher l'eau en profondeur. Ce sont principalement les arbres et les plantes de régions sèches qui possèdent ce système. Racine fasciculée les racines courent sous la surface du sol. Racine adventive racine prenant naissance sur une tige (souterraine ou aérienne) tel que les stolons du fraisier. Sert souvent à la multiplication végétative et au bouturage des plantes. Racine traçante racine qui s'étend horizontalement, elle peut donner des tiges adventives ou drageons. Les tiges Les differentes parties La tige est un organe, le plus souvent aérien, servant de relais entre les racines et les feuilles dans l'échange de substances chimiques. La tige correspond à une alternance de noeuds et d'entre-noeuds, les noeuds étant le point de départ d'organes latéraux tels que les rameaux et les feuilles. La tige porte des bourgeons. Un bourgeon est un organe de croissance, c'est lui qui est aussi à l'origine d'un nouveau rameau ou d'une nouvelle inflorescence. Chaque tige possède un bourgeon terminal qui la termine et plusieurs bourgeons axillaires situés à la base des feuilles. La tige peut être souterraine, dans ce cas les feuilles sont réduites à l'état d'écailles et la tige sert d'organe de réserve. On appelle rhizome les tiges souterraines vivaces qui sont souvent de forme allongée et en position horizontale dans le sol. On appelle tubercule un organe souterrain de réserve provenant soit d'une tige ou d'une racine modifiée. On appelle bulbe un bourgeon souterrain modifié, riche en réserve, porté par une tige réduite et protégé par des feuilles en écaille. Le collet correspond à la transition tige - racine. Les differents types La tige peut être : Dressée Montante Couchée ou rampante Volubile ou grimpante Dressée : la tige est suffisament robuste pour se développer à la verticale. Montante : concerne souvent des plantes dont la souche est vivace et robuste mais dont les tiges aériennes sont grêles et herbacées. Couchée ou rampante : les tiges sont étalées au sol et ne montent pas ou peu. On parle également de plantes prostrées. Volubile : entoure un support pour y prendre appui. Grimpante : se fixe sur un support par des crampons qui sont des racines adventives ou par des vrilles, qui sont des feuilles transformées. Les differents ports La position des rameaux sur la tige détermine le port de la plante. On distingue : Le port arborescent : Acrotonie : le tronc est formé par le bourgeon terminal. Hypotonie : Les bourgeons les plus gros sont dirigés vers le bas et donnent les plus longs rameaux. Ce port concerne les arbres, arbustes,arbrisseaux et sous-arbrisseaux (petites plantes ligneuses comme le thym) Le port buissonnant : Basitonie : Il y a développement de plusieurs bourgeons dès le collet (base de la tige). Epitonie : Les bourgeons les plus gros sont dirigés vers le haut. Ce port concerne les buissons (ronces par exemple) Les herbacées : Ce sont toutes les plantes non ligneuses. Les feuilles Les différentes parties Une feuille est un organe aérien très important dans la nutrition de la plante. C'est en effet le lieu de la photosynthèse qui aboutit à des composés organiques (sucres, protéines) formant la sève, utilisée par le végétal pour alimenter ses cellules. La feuille est généralement composée de 2 parties : Le limbe, qui contient les cellules chlorophylliennes responsables de la photosynthèse, Le pétiole, passage des vaisseaux conducteurs de sève de la tige vers le limbe. Une feuille sans pétiole apparent est dite sessile. Au point d'attache de la feuille sur la tige, il y a toujours un bourgeon axillaire. NB : Les tiges des plantes herbacées contiennent souvent des cellules chlorophylliennes. Des stipules, sortes de minuscules feuilles, peuvent être présentes, par paire, à la base du pétiole, sur la tige. Les différents types La feuille peut être composée de folioles : Pour distinguer les folioles des feuilles entières, il faut rechercher le bourgeon à la base du pétiole, s'il n'y en a pas c'est une foliole. (Ex : Rosiers, Frênes, Noyer, Luzerne...) Le bord d'une feuille peut être lisse, on dit alors qu'elle est entière, ou plus ou moins découpées. On distingue : Feuille dentée Si les dents sont très petites, on dit que Feuille lobée Si les lobes sont bien marqués et disposés régulièrement le long de la feuille, on emploi le terme de crenelé. Les formes d'une feuille peuvent être très variée selon le végétal mais également selon la position de la feuille sur la tige. la feuille est denticulée. Lancéolée : la base du limbe est Oblongue : la base du limbe est plus élargie que le sommet. moins large que le sommet Pennée : Feuille découpée où les folioles sont disposées en rang le long de la nervure principale Palmée : Feuille découpée où les nervures secondaires partent en éventail depuis la base du limbe. Lyrée : Feuille découpée dont le lobe terminale est bien plus grand que les autres. Digitée : Feuille palmée où les folioles ressemblent aux doigts d'une main. Spatulée : Feuille en forme de Réniforme : Feuille arrondie en spatule, où le limbe se Linéaire : Feuille étroite et forme de rein. transforme progressivement en allongée. pétiole. La position des feuilles sur la tige est un critère important dans la détermination des plantes, c'est généralement une caractéristique d'un Genre : Alterne (ex : Prunier) Opposée Verticillée (2 feuilles rattachées à un même n½ud. (plusieurs feuilles sont rattachées à un même Ex : Pervenche) n½ud. Ex : Gaillet) Les fleurs Seul le Sous-Embranchement des Angiospermes (voir l'onglet classification) est caractérisé par la présence de fleurs qui après la reproduction se transforment en fruits. Les autres grands groupes de plantes (Bryophytes, Ptériodphytes, Préspermaphytes et Gymnospermes) ne possèdent pas de fleurs et donc n'ont pas de fruits. Leur reproduction se fait à partir de spores (Bryophytes et Ptéridophytes) ou d'ovules nues (Préspermaphytes et Gymnospermes) qui après reproduction se transforment en graines nues. Nous ne nous intéresserons donc ici qu'au Sous-Embranchement des Angiospermes. Les différentes parties La fleur correspond à un ensemble de feuilles modifiées, en enveloppe florale et en organe sexuel, disposées sur un réceptacle. Un pédoncule la relie à la tige. Une bractée, sorte de petite feuille, est souvent présente à la base des fleurs, au point d'attache du pédoncule sur la tige. LE PÉRIANTHE Il correspond à l'ensemble des enveloppes florales : le calice et la corolle. Le calice : Occupe la position la plus externe. Il est constitué de sépales généralement verts, mais pouvant avoir la couleur de la corolle. Les sépales peuvent être soudés entre eux, sur toute leur longueur ou à leur base. Quelques fois il existe des sépales supplémentaires, décalés par rapport aux autres, qui constituent un calicule (Potentilles). La corolle : Enveloppe intérieure, formée par l'ensemble des pétales. Généralement de couleur différente du calice. Les pétales peuvent être soudés aux sépales ou entre eux sur une longueur plus ou moins grande et donne une fleur en cloche ou en tube. Tépales : Chez les monocotylédones, calice et corolle ont le même aspect, on parle alors de tépales au lieu de sépales et pétales (Colchique, Crocus, Glaeuil, Narcisse...). PARTIE MALE OU ANDROCÉE Elle est composée d'étamines. Celles-ci sont formées d'un filet qui porte une anthère (grâce au connectif). On peut souvent distinguer 2 loges dans une anthère comprenant chacune 2 sac polliniques qui contiennent les grains de pollen (gamètes mâles). Les étamines peuvent être soudées aux pétales, ou être soudées entre elles par le filet ou même par les anthères. Le pollen est transmis par anémogamie (le vent), entomogamie (les insectes), hydrogamie (l'eau courante) ou par certains oiseaux et mammifères (particulièrement les chauves-souris). PARTIE FEMELLE OU GYNÉCÉE (PISTIL) Le gynécée est composé de carpelles, libres ou soudés, qui contiennent un ovaire. En cas de soudure des carpelles, il y a réunion des ovaires. Un ou plusieurs styles relient le ou les stigmates à l'ovaire. Ces derniers ont pour rôle de capter les grains de pollen. L'ovaire peut être libre et visible à l'intérieur de la fleur où il semble dominer les autres pièces florales, on dit alors que l'ovaire est supère. Il peut également être dominé par toutes les autres pièces florales qui semblent prendre naissance à son sommet. L'ovaire est dit infère. Il se trouve alors protégé par le calice qui lui est soudé. FLEURS PARTICULIÈRES L'architecture d'une fleur est le plus souvent basé sur une symétrie radiaire, c'est à dire qu'on ne peut y définir un avant ou un côté (comme chez les renoncules par exemple). De telles fleurs sont dîtes régulières ou actinomorphes. D'autres fleurs ont une architecture beaucoup plus complexe, basée sur une symétrie bilatérale. On peut donc définir un avant, un côté droit, un côté gauche... Ces fleurs sont dîtes irrégulières ou zygomorphe. Deux grandes familles de plantes possèdent des fleurs irrégulières : les Papilionacées (ou Fabacées ou Légumineuses) et les Orchidées. La fleur d'une légumineuse est bâtie selon le schéma suivant : le calice est soudé, un grand pétale, ou étendard, coiffe le reste de la fleur. Deux pétales, les ailes, sont disposés de chaque côté de la fleur et enveloppe partiellement les deux pétales inférieurs. Ceux-ci sont souvent réunis entre eux et forme la carène. Celle-ci peut prendre la forme d'un bec plus ou moins pointu. Les étamines sont généralement soudées entre elles et forment un tube autour du pistil. La fleur d'Orchidée est encore plus complexe. Elle possède 6 tépales sur 2 verticilles. Par extension, les 3 tépales du verticille inférieur sont nommés sépales (souvent colorés) et les 3 tépales du verticile supérieur sont nommés pétales. Deux des pétales sont plus ou moins atrophiés, le troisième, au contraire, est très développé et forme le labelle. Il prend diverses formes en fonction des espèces. Les organes sexuels sont rassemblés dans un seul "superorgane", le gymnostème. On ne trouve généralement qu'une étamine constituée de 2 pollinies située au-dessus d'une zone collante, le rostellum ou bursicule en partie issus de la transformation des stigmates. Autres fleurs particulières, celles des Composées (ou Asteracées) et des Graminées (ou Poacées). Une marguerite, par exemple, n'est pas une fleur, mais un ensemble de fleurs. C'est ce que l'on appelle un capitule (voir plus bas). Chez les Graminées, les fleurs sont réunies au sein d'un épillet. Les fleurs sont généralement très petites. Il en existe deux types : • Les fleurs en languette, ou fleurs ligulées : Leur corolle est soudée et rejetée sur le côté en une sorte de "pétale" géant. • Les fleurs en tubes ou fleurs tubulées : quand elles existent, sont en position centrale, ont leur corolle soudée en tube. L'épillet correspond à la réunion de plusieurs fleurs entourées par 1 à 2 grandes bractées qui s'emboitent généralement l'une dans l'autre : les glumes. La fleur proprement dîtes ne posséde pas de périanthe mais est protégée par deux petites bractées, les glumelles. Chez certaines graminées une des glumelles peut se prolonger en une longue arête. L'épillet est en fait une mini-inflorescence. La FECONDATION Le grain de pollen, une fois posé sur le stigmate, est maintenu par une réaction de la plante. Il émet ensuite un tube pollinique qui s'allonge jusqu'aux ovules (3 mm/h). Deux cellules sexuelles du grain de pollen descendent par ce tube pollinique pour féconder l'ovule. Un embryon se développe, ainsi que l'albumen qui est un tissu de réserve. L'ovule se transforme en graine (Pour en savoir plus se reporter à la section physiologie du site). Les différentes inflorescences Elle correspond à l'ensemble des fleurs, voisines les unes des autres, et à leur mode de groupement. On distingue deux grands types d'inflorescences : • les inflorescences indéfinies : l'axe de l'inflorescence n'est jamais terminé par une fleur, il peut donc se développer à l'infini (en théorie bien sûr). L'ordre de floraison se fait de bas en haut (basifuge ou centripète). On trouvera donc les fleurs les plus âgées au bas, ou centre, de l'inflorescence. L'inflorescence type est la grappe (ou racème). • les inflorescences définies : l'axe de l'inflorescence est terminé par une fleur, l'inflorescence ne pourra donc se développer indéfiniement. L'ordre de floraison se fait de haut en bas (basipète ou centrifuge). Les fleurs les plus âgées se trouveront donc à l'extrémité de l'inflorescence. L'inflorescence type est la cyme. La grappe : La distance des pédoncules (petite tige portant une seule fleur) reste proportionnelle à la L'épi : Les fleurs sont sans distance entre 2 pédoncules pédoncule.(Renouée) successifs.(Muguet, chou) Le panicule : désigne des grappes composées (grappe de grappe). La cyme : Inflorescence définie car l'axe principal est terminé par une fleur. On distingue des cymes unipares, bipares ou multipares selon le nombre de pédoncules qui partent du même point. (Myosotis, consoude...) La corymbe : Sorte de L'ombelle : Tous les Le capitule : Les fleurs sont attachées grappe à pédoncules de plus pédoncules sont attachés au au même endroit sans pédoncule en plus courts.(Pommier, même point. L'ensemble des (Pissenlit). valérianes, sorbier) bractées de chaque fleur, Il peut y avoir des capitules composés regroupées à la base des (capitule de capitule) comme chez pédoncules, forme un involucre l'Edelweiss. sorte de grande feuille très découpée. (Primevère, Carotte). On parle d'ombellules pour désigner l'ombelle proprement dite quand il y a une ombelle composée (ombelle d'ombelle) Des bractées peuvent être présentes à l'aisselle des fleurs. Les fruits Le fruit est une caractéristique du groupe des Angiospermes (voir l'onglet classification). Après la fécondation, la fleur se transforme en fruit qui permet de protéger les graines et d'aider à leur dissémination. Une fois le fruit mûr, il s'ouvre ou se détache de l'arbre. La libération des graines se fait alors par décomposition du fruit. Les différentes parties Ce sont les parois de l'ovaire qui se transforment lors de la fructification. On peut y distinguer trois enveloppes dont l'épaisseur et la texture vont varier selon la nature du fruit. L'ensemble des trois enveloppes est appelé péricarpe. Dans certain cas, d'autres parties de la plante, généralement le réceptacle floral, participent à la formation du fruit. L'enveloppe la plus externe est l'épicarpe. C'est par exemple la "peau" de la pêche. Vient ensuite le mésocarpe qui peut être charnu ou non. Puis il y a l'endocarpe, la partie la plus interne sur laquelle sont rattachées les graines. L'endocarpe forme par exemple la partie dure des noyaux. Ne pas confondre les termes de cuisines avec les termes botaniques : un fruit, au sens botanique, comprend également certains légumes de cuisines (haricots, tomates,..). Par contre certains légumes ne sont pas des fruits (gousses d'ail, carotte, pomme de terre...) Les différents types Il existe plusieurs types de fruits (le terme déhiscent désigne l'ouverture du fruit par une ou plusieurs fentes) Akènes indéhiscents Secs Simples Akènes déhiscents Drupes Charnus Baies Fruit à une seule graine ne s'ouvrant pas (céréales, châtaignes) Capsule : Fruit s'ouvrant par un couvercle (Coquelicot) ou par des pores. Gousse : 1 carpelle à 2 fentes de déhiscence (Haricot) Attention : rien à voir avec la gousse d'ail ! Follicule : 1 carpelle à 1 fente de déhiscence (Héllébore) Silique : 2 carpelles avec une fausse cloison (Crucifères). Silicule : silique courte de forme plus ou moins globuleuse. Une seule graine protégée par un noyau. (Abricot, cerise, olive,...) Plusieurs graines directement dans la pulpe (Raisin, groseille, Orange) Multiples (Constitués Polyakènes d'un ensemble de Drupéoles fruits) Complexes Ensemble d'akènes (Renoncule, potentille) Ensemble de drupes (Framboise) Fruits (au sens gastronomique !) formés d'une partie de réceptacle, ou de gynécée et englobant les vrais fruits. (Fraise, cynorrhodon, pomme, poire) Classification La classification est un reflet de l'évolution, mais les remises en question sont fréquentes, aussi je vous propose une classification parmi d'autres. Thallophytes Cormophytes Phycophytes* Mycophytes* Bryophytes* Trachéophytes Ptéridophytes* Préspermaphytes* Caractéristique Pluricellulaires Apparition du cormus Appareil vasculaire et racines Formation d'un ovule Formation d'une graine. Apparition des étamines. Exemple Algues Champignons Mousses Fougères (Cyca, Ginkgo) Gymnospermes* (Conifères) Chlamydospermes* (Ephedra) Angiospermes* Phanérogames Spermaphytes - Monocotylédones (blé, maïs, (plantes à graines)* Formation d'un fruit. Orchidées) Angiospermes* -Dicotylédones (Marguerite, rose,..) * lien vers "Du bigbang à l'Homme" où vous trouverez des compléments d'informations sur le groupe. Auteur : Ludovic THEBAULT