UN PEU DE BOTANIQUE

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 Voici quelques éléments de botanique. Il ne s'agit pas d'un cours mais d'informations sur les caractéristiques principales des plantes à fleurs.

Les plantes que nous connaissons présentent habituellement un appareil végétatif servant à nourrir la plante et comprenant racines, tiges et feuilles, et un appareil reproducteur développé à une certaine période et comprenant les fleurs suivies des fruits contenant les graines.  

         L' APPAREIL VEGETATIF

.

         1° Les racines s'enfoncent ordinairement dans le sol. Elles présentent un axe semblant prolonger la tige c'est la racine principale ou pivot, et des radicelles ou racines secondaires. Les poils absorbants se trouvent à l'extrémité des racines.

On distingue:

          + les racines pivotantes dont la racine principale est beaucoup plus développée que les radicelles (Chêne...)

          + les racines fasciculées qui ont les radicelles plus développées que la racine principale.(Dahlia).

          Ces deux types de racines peuvent porter des renflements charnus contenant des réserves. Elles sont alors dites « tubéreuses ». 

          On appelle « racines adventives » des racines qui se développent sur des organes qui d'ordinaire n'en portent pas, comme sur la tige rampante du Lierre.

                  La limite entre la racine et la tige s'appelle le collet. 

                       2° les tiges se développement ordinairement dans l'air. Elles portent des feuilles et des bourgeons (les racines n'en portent jamais). On distingue les bourgeons terminaux, situés à l'extrémité des tiges (ils peuvent avorter comme chez le Lilas) et les bourgeons axillaires situés à l'aisselle des feuilles.

              + les rhizomes sont des tiges s'allongeant horizontalement dans le sol. Ils portent souvent de nombreuses racines adventives et produisent des rameaux aériens.

             + les bulbes sont des sortes de rhizomes dont la tige, très courte, est appelée « plateau ». Les feuilles constituent les tuniques ou écailles gorgées de réserves. Il y a également un bourgeon central protégé par des écailles (dans certains bulbes des bourgeons latéraux croissent à l'aisselle des écailles et forment des « caïeux » (gousses d'ail).

               N. B. les tubercules sont des productions se développant sur différentes parties d'une plante et accumulant des réserves. Il faut distinguer les tubercules radicaux (portés par une racine ; ils n'ont pas de bourgeons), comme ceux des Orchidées, et les tubercules provenant d'une tige (ils ont des bourgeons), qu'elle soit aérienne, subaquatique ou encore souterraine, comme ceux de la Pomme de terre. 

                   3° les feuilles

                  Chez les fougères, plantes sans fleurs, l'organe correspondant à la feuille est appelé "fronde"; il porte les organes reproducteurs ce qui le différencie des vraies feuilles.

               Les gymnospermes présentent deux types d'organes correspondant aux feuilles :

+ les Euphylles (vraies feuilles) : chez les Pins, elles sont situées à la base des rameaux nains, ce sont des feuilles réduites en écailles, dures, non chlorophylliennes à durée de vie très courte. Chez les Cyprès, les feuilles sont des écailles, tendres et chlorophylliennes recouvrant les jeunes rameaux ;                                          

+les Pseudophylles (fausses feuilles) sont réparties le long des rameaux moyens, ce sont des feuilles longues en aiguilles, fines et chlorophylliennes.

               Les  formes des feuilles chez les angiospermes sont variables:

                  - les monocotylédones ont des feuilles simples à nervation parallèle (les divisions des feuilles de palmiers sont en fait des déchirures). Le limbe correspond en réalité à un pétiole.

                        - les dicotylédones présentent de multiples formes de feuilles :

                                        Les photographies ci-dessous sont extraites d'une production de jardinsdugue.eu/feuille

         Une feuille "complète" est formée d'un limbe et d'un pétiole qui présente à sa base un bourgeon axillaire et des stipules. Lorsqu'elles sont présentes les stipules peuvent aider à la détermination.

         Une feuille sans pétiole est dite sessile.    

Formes et types de feuilles

           Une feuille composée porte un pétiole et des pétiolules dépourvus de bourgeon et portant une foliole. Un bourgeon axillaire se trouve à la base du pétiole..

          1 Les feuilles simples présentent de multiples formes :

        Pour la première ligne les noms sont formés de "pennati" en rapport avec la disposition des nervures comme les barbes d'une plume (penne).  

      A le deuxième, où les nervures partent d'un même point, "palmati" fait allusion à la divergence des doigts de la main au niveau de la paume.  

      A la troisième ligne "pédati" est en rapport avec "pédalée" (qui désigne une feuille dont le pétiole se divise en trois pétiolules dont les deux latéraux se ramifient deux fois. Chaque petiolule porte une foliole) et qui correspond à une nervation faite de trois nervures principales dont les deux latérales portent des ramifications.

       Dans tous les cas "lobée" indique que les échancrures  sont douces, peu profondes; "fide" qu'elle atteignent la moitié du limbe; "partite qu'elles dépassent le milieu et "séquée" qu'elles atteignent la nervure principale.

         La feuille du tulipier (Liriodendron tulipifera ; Magnoliaceae) présente un limbe dont les deux derniers lobes dépassent la nervure principale.

       La feuille peut également être qualifiée en fonction de l'aspect du bord du limbe (Cap'vert-WordPress.com)

        2 la feuille composée peut être:

         pennée lorsque les folioles sont disposées comme les barbes d'une plume ;

        pectinée lorsqu'elles sont disposées comme sur un peigne ;

        trifoliée lorsqu'il y a trois folioles ;

        palmée lorsqu'il y a plus de trois folioles partant en éventail ;

        pédalée lorsque les folioles sont attachées sur le pétiolule de la foliole précédente.

         Pour ce qui concerne les feuilles pennées leurs folioles peuvent elles-mêmes être pennées une fois, elles sont dites bipennées, ou deux fois, elles sont alors tripennées.

         Les frondes de la fougère aigle (Pteridium aquilinum) peuvent être bipennées ou 4 fois divisées ; celles de la fougère femelle (Athyrium filix femina) sont tripennées.

      L'APPAREIL REPRODUCTEUR  

     1°Les fleurs
     Elles constituent l'appareil reproducteur des plantes à graines (spermaphytes). Alors que la fleur des gymnospermes (plantes qui ont leurs graines nues, comme celles des conifères) est réduite aux organes sexuels (la fleur est mâle ou femelle), celle des angiospermes (plantes qui ont des graines protégées) est plus complexe. En effet elle est constituée de sépales, de pétales, d’étamines et de carpelles lorsqu'elle est complète, mais certaines plantes sont apétales (exemple les Chénopodiacées).  

       Le texte qui suit traite des fleurs des angiospermes, qui comprennent les monocotylédones, dont la graine contient un cotylédon, et les dicotylédones dont la graine possède deux cotylédons.

       Les fleurs présentent des morphologies diverses mais ont une même fonction : assurer la reproduction sexuée de la plante. Elles sont le siège de la production de gamètes, de la pollinisation et produisent les graines qui pérennisent l’espèce et assurent le brassage de l’information génétique.

         a - Morphologie de la fleur

         Une fleur dépourvue de pédoncule est dite "sessile".

       Les sépales constituent le calice, les pétales la corolle, les étamines l'androcée et les pièces femelles le gynécée. Leur aspect est extrêmement variable. Ces différentes pièces sont portées par un pédoncule terminé par un réceptacle floral.

        Le calice : les sépales sont souvent verts, mais peuvent être colorés (cas de la clématite). Le calice évoque généralement par sa forme une clochette renversée, dont la fonction principale est de protéger le bouton floral. Chez certaines familles, les malvacées par exemple, l'action protectrice est encore renforcée par la présence de petites feuilles disposées à la base du calice et formant le calicule.

          Lorsque les sépales restent libres, séparés les uns des autres jusqu'à leur base, le calice est dit « dialysépale », dialy- pour séparé. En revanche, s’ils sont soudés, le calice est qualifié de « gamosépale », gamo- pour uni.

           La corolle : la corolle est généralement la partie la plus voyante de la fleur. Le transport du pollen, et donc la fécondation, est facilité par l’attraction que la corolle exerce sur les pollinisateurs comme les abeilles grâce à ses formes et ses couleurs. Comme les sépales, les pétales peuvent être libres ou soudés, d'où la distinction de deux types de corolles, respectivement appelées « dialypétales » ou « gamopétales »

L'ensemble des pièces stériles, le calice et la corolle, constitue le périanthe qui peut être incomplet voire absent.

         Lorsque sépales et pétales se ressemblent ils sont appelés « tépales » (exemple la tulipe).

        L’androcée : chaque étamine comporte une partie effilée, le filet, et une extrémité renflée, l'anthère. À son niveau ont lieu les divisions cellulaires qui permettent la production des grains de pollen ; chacun contient un noyau reproducteur à l'origine des deux gamètes mâles présents dans le tube pollinique qui se développe après le transport jusqu'au stigmate et s'enfonce dans le style.

          Le transport du pollen de l'anthère au stigmate -la pollinisation- se réalise grâce à différents facteurs : le vent, l’eau, les insectes, les oiseaux, les chauves-souris et encore les lémuriens.

           Le gynécée : il est formé d'un ensemble de carpelles (le pistil est formé d'un ou plusieurs carpelles). L'ovaire contient un ou plusieurs ovules qui portent chacun un gamète femelle, l'oosphère (il peut avorter).

        Lorsque l'androcée et le gynécée sont présents sur une même fleur elle est dite "hermaphrodite". Mais ils peuvent se trouver dans des fleurs différentes : si les deux types de fleurs, mâles ou femelles, sont sur un seul individu l'espèce est qualifiée de « monoïque » (noisetier, chêne, hêtre, aulne), s'ils sont sur des individus distincts elle est dite « dioïque » (l'ortie dioïque, la mercuriale).

        Chez certaines espèces des fleurs sont dépourvues d'organes sexuels ; stériles, elles servent alors à attirer les insectes véhiculant le pollen vers les fleurs fertiles (cas du dahlia).

           b - Les symétries

     Une fleur présentant une symétrie axiale (nombreux plans de symétrie). est qualifiée de régulière ou d’actinomorphe (du grec aktinos, "rayon" ; et morphé, "forme"). Ses pétales, tous de même taille et de même forme, sont disposés de manière rayonnante ; exemple le compagnon blanc (Silene latifolia ; Caryophyllaceae).

                                                                                Fleur actinomorphe                                                   Fleur zygomorphe

                                                                 : le compagnon blanc                                                  : le lamier bifide

         Si la fleur n'offre qu'un plan de symétrie qui la sépare en deux parties identiques, la fleur, irrégulière, est dite zygomorphe (du grec zygos = couple) ; exemple les orchidées ou les lamiers.

       Certaines fleurs n’admettent aucun plan, ni axe de symétrie, elles sont asymétriques (cas de la valériane, du marronnier).

            c -  Représentations schématiques de la fleur           

            La formule florale : elle traduit les caractéristiques essentielles de l'espèce.

         Les fleurs sont construites très souvent sur un type 5 : de la périphérie vers le centre, chaque verticille (ensemble d'organes insérées au même niveau) comprend cinq pièces (un verticille de 5 sépales, un de 5 pétales, un ou plusieurs verticilles de 5 étamines et 5 carpelles).

         Chez les dicotylédones la formule florale est alors   5S+5P+n(5E)+5C (S pour sépales, P pour pétales, E pour étamines, C pour carpelles). La fleur est dite pentamère. 

            Les fleurs peuvent également être tétramères. Les Brassicaceae, par exemple, ont le plus souvent pour formule florale : (4S+4P+6E+2C).

          Chez les monocotylédones, les fleurs sont presque toujours bâties sur un type 3 et sont qualifiées de " trimères ". La formule florale générale est alors : 3S+3P+(3+3)E+3C. Il y a souvent 2 verticilles de 3 étamines, notés (3+3).

         Très fréquemment les pièces florales (des sépales aux étamines) sont disposées en alternance d'un verticille à l'autre (les pièces d’un cycle sont situées entre les pièces du cycle voisin). 

           Le diagramme floral

          Une autre représentation schématique plus complète de l'organisation spatiale de la fleur est le " diagramme floral ". Il permet d’indiquer la position relative des différentes pièces florales. La fleur est représentée comme si elle était coupée transversalement et observée du dessus.

                d Un mot sur les inflorescences 

         L'inflorescence (du latin inflorescere = fleurir) est la disposition des fleurs sur la tige d'une plante à fleurs. Elle est souvent caractéristique d'une famille , par exemple le spadice des Aracées, et lui a même parfois donné son nom : l'ombelle est l'inflorescence typique des Ombellifères (aujourd'hui Apiaceae), le capitule celle des Composées (aujourd'hui Asteraceae). On distingue les inflorescences simples et les inflorescences composées.

        A les inflorescences simples

        Elles comprennent des inflorescences appelées indéfinies (ou indéterminé) lorsque l'extrémité de la tiges est occupée par un bourgeon, ou déterminées lorsque l'extrémité est occupé par une fleur.  

        1°  Dans une inflorescence indéfinie, l’axe principal se termine par un bourgeon et s’allonge, en théorie indéfiniment, en émettant latéralement des fleurs ou des axes secondaires portant des fleurs. Ce sont les fleurs de la base qui s’ouvrent les premières, les autres fleurs s’ouvrent successivement de la base vers le sommet. Le type de l’inflorescence indéfinie est la grappe ou racème dont dérivent

           *l'épi

           *le chaton

           *le corymbe 

           *l'ombelle

           *le capitule et

           *le spadice.

       2° Les inflorescences définies (ou déterminées)

       Dans une inflorescence définie, l’axe principal se termine par une fleur, qui fleurit en premier, et sa croissance s’arrête. Les autres fleurs apparaissent successivement vers la périphérie sur des rameaux secondaires, qui peuvent être parfois très courts. Le type de l’inflorescence définie est la cyme.

       On distingue:

          *les cymes multipares

          *les cymes unipares hélicoïdes

          *les cymes scorpioïdes.

       Une glomérule est un type d'inflorescence d'aspect globuleux et dense formée par la juxtaposition de nombreuses fleurs sessiles ou à axes très courts, fixées au même niveau comme pour la cyme.

      B Les inflorescences composées

       Lorsque les inflorescences portées par l'axe principal et les axes secondaires sont de même type, on parle d'inflorescence composée homogène, homomorphe ou homotactique ; dans le cas contraire il s'agit d'inflorescence composée mixte ou hétérotactique.

Tous les types de combinaisons peuvent se rencontrer. Parfois, l’inflorescence composée tend à simuler une fleur simple (voir le cas de l’édelweiss).                                      homogènes 

            *panicule : grappe de grappes,

            *ombelle d’ombellules,

            *épi d’épillets. 

           mixtes :

           *thyrse = grappe de cymes,

           *panicule d’épillet,

           *corymbe de capitules,

           *épi de cymes,

           *épi de glomérules.

         Le cyathe est une inflorescence partielle en forme de coupelle présente chez les Euphorbes.

         Bien que l'analogie entre pièces florales et feuilles végétatives ne soit pas évidente, chez beaucoup d'angispermes il faut noter que des espèces primitives, comme le nénuphar, possèdent des pièces florales avec un aspect de feuilles.

            2° LES GRAINES

La graine est le produit de l'évolution d'un ovule après la fécondation. Remarquons que chez les angiospermes le mot ovule désigne un organe logé dans un carpelle, constitué de nombreuses cellules dont l'une, l'oosphère, est la cellule reproductrice femelle ; mais chez les animaux le mot ovule désigne la cellule repro-ductrice femelle.

La graine possède des téguments protecteurs.

Chez les Gymnospermes elle renferme un embryon dérivant de l'oeuf (fusion de l'oosphère et d'un gamète mâle) et un important endosperme qui est un tissu de réserve haploïde (donc formé après la méïose et différent de la plante mère).

Les Angiospermes présentent une double fécondation conduisant d'une part à la formation d'un embryon (nouvelle génération) provenant du développement de l'œuf (fusion oosphère + gamète mâle = première fécondation), et d'autre part à la formation de l'albumen qui se développe à partir de la fusion des deux noyaux du sac embryonnaire et d'un gamète mâle (deuxième fécondation) ; il constitue un  tissu triploïde de réserve. Un périsperme, provenant de l'enveloppe de l'ovule (donc diploïde et appartenant à la plante mère) constitue un autre tissu de réserve. Albumen et périsperme peuvent connaître des évolutions différentes au cours de la maturation de la graine. Les réserves peuvent se trouver intégralement dans les cotylédons (appartenant à l'embryon), il n'y a alors pas d'albumen, comme chez les haricots ou les pois.

 Les différents tissus de réserve sont utilisés pour réaliser la germination.

          3°TYPES DE FRUITS 

       Seules les angiospermes ont des fruits.

       Il existe deux grands types de fruits :  - les fruits secs ; - les fruits charnus.

      La paroi de l'ovaire, après la fécondation, devient le péricarpe constitué de 3 parties : l'épicarpe ou peau, le mésocarpe charnu et l'endocarpe qui peut être charnu ou sclérifié.

        Un fruit contient une ou plusieurs graines. 

           I  LES FRUITS SECS

        On distingue les fruits secs indéhiscents, qui ne s'ouvrent pas avant de germer, et les fruits secs déhiscents, qui s'ouvrent et laissent sortir les graines qui germeront hors du fruit.

        A Fruits secs indéhiscents

       1 les akènes

        Le péricarpe (la « peau » provenant de la paroi de l'ovaire) n'est pas soudé à la graine (différence avec le caryopse). Le mot akène signifie : qui ne s'ouvre pas.

           L'akène résulte de la transformation d'un carpelle unique ou de plusieurs libres (on parle alors de polyakènes).

         C'est le fruit type des Fagaceae, comme le Châtaignier.

        Il peut porter des excroissances telles que l'aigrette poilue (pappus) des Asteraceae. Les samares portent des ailettes comme chez l'orme ou dans les cônes de l'aulne ( Betulaceae) ; les disamares sont formées de 2 samares soudées, comme chez l'érable.

        Lorsque la paroi du fruit est très dure il se nomme nucule ; c'est le cas pour le noisetier, le chêne, le tilleul.

La fraise est un faux fruit formé du réceptacle rouge très développé portant de nombreux akènes correspondant aux « grains »

          2 les caryopses

        Le tégument de la graine est soudé au péricarpe. C'est le fruit des Poaceae.

        3 les fruits schizocarpes sont constitués d'akènes soudés qui se séparent à maturité :

                              - diakènes de Apiaceae ;

                              - tétrakènes des Lamiaceae ;

                              - polyakènes des Malvaceae.

        B Fruits secs déhiscents

           1 les follicules

        Leur aspect est celui d'une gousse, mais ils ont une seule fente longitudinale de déhiscence située au niveau des placentas qui portent les graines. Ils se trouvent chez de nombreuses Ranunculaceae.

    .

           2 la gousse

      C'est le fruit caractéristique des Fabaceae. Le carpelle soudé s'ouvre par deux fentes de déhiscence. Signalons que la gousse de l'arachide s'enterre pour terminer sa maturation.

        3 la capsule

        Elle contient généralement plusieurs graines et dérive d'un ovaire formé de carpelles soudés.

        Le type de placentation détermine le mode de déhiscence :

                              - déhiscence septicide, qui se fait par des fentes le long des lignes de suture des carpelles (la digitale) ;

                              - déhiscence loculicide, les fentes se situent au milieu des carpelles (la tulipe) ;

                              - déhiscence poricide par ouverture de pores dans la région supérieure de la capsule. Cas du pavot.

         Les capsules peuvent porter des noms particuliers : la pyxide est une capsule qui s'ouvre par déhiscence transversale ou circulaire. Elle se rencontre chez les plantains et le mouron rouge. 

       La silique fruit caractéristique des Brassicaceae, bien qu'elle ait l'aspect d'une gousse, est une capsule qui dérive de deux carpelles réunis. Elle s'ouvre par 4 fentes de déhiscence et les parois découpées se tournent alors vers le haut. Les silicules ont simplement la largeur presque de même taille que la longueur.

        II LES FRUITS CHARNUS

        A Les baies

       Ces fruits sont le plus souvent indéhiscents, Ils peuvent contenir plusieurs graines – raisin, tomate, banane – ou une seule comme pour le poivre et l'arum par exemple. Le mésocarpe et l'endocarpe sont charnus.

        Certaines baies portent des noms particuliers. Ainsi on distingue :

                les hespérides dont la peau, le zeste, est formé de l'épicarpe ou flavedo, coloré et portant de nombreuses glandes, et du mésocarpe ou albedo, spongieux et plus épais. L'endocarpe comporte des poils succulents, présents dans les « quartiers » contenant les pépins (graines).

                les cabosses, fruits du cacaoyer, dont les parois des carpelles deviennent une pulpe mucilagineuse contenant de nombreuses graines appelées fèves.

            les péponides ont leur cuticule coriace et imperméable. Les placentas hypertrophiés, charnus, portent de nombreuses graines. Ce sont les fruits des Cucurbitaceae.

      B Les drupes     

      Fruits des cerisiers, abricotiers, oliviers. À la différence des baies les drupes possèdent un endocarpe sclérifié correspondant au noyau. Épicarpe et mésocarpe ne sont pas toujours comestibles comme le brou de noix ou l'enveloppe de l'amande douce, inversement leurs graines sont comestibles.

       La datte est une baie car son endocarpe est charnu, le « noyau » correspond en fait à la graine.

       III LES FAUX FRUITS

        Il s'agit de fruits dont le réceptacle se développe considérablement. Ce sont :

        A Les piridions

          Fruits dans lesquels le réceptacle, charnu, est soudé avec l'ovaire. Ce type se rencontre dans le cas des fleurs ayant un ovaire infère soudé au réceptacle : la pomme, la poire par exemple. 

        Il s'agit de fruits complexes.

        B Les cynorrhodons

       Ce sont les fruits des plantes du genre Rosa. Le réceptacle floral se referme sur l'ovaire et prend une forme d'urne qui porte en haut les restes des étamines et des sépales. Les vrais fruits, des akènes, sont à l'intérieur et constituent le poil à gratter.

        C Les sycones

        Ce sont les fruits des figuiers formés du réceptacle hypertrophié, en forme d'urne, et contenant les vrais fruits provenant des fleurs femelles devenues des drupéoles correspondant aux « grains » qui se trouvent dans la chair.

        La mûre et la framboise sont des fruits composés. Chez la première les drupéoles ne sont pas adhérentes au réceptacle floral, alors qu'elles le sont chez la seconde.

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