agreg externe: la dispersion chez les végétaux

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agreg externe: la dispersion chez les végétaux

Message par brubru007 le Lun 25 Mai - 12:06

Je me suis rendu compte que j'avais oublié de mettre ce plan.
Bruno
LA DISPERSION CHEZ LES VEGETAUX

On définira les végétaux comme un groupe paraphyllétique regroupant les embryophytes, les rhodophytes,… La dispersion correspond à une libération d’un ou plusieurs éléments des végétaux contribuant à coloniser le milieu.
En 1883, l’éruption du Kratatoa a libéré des quantités de cendres très importantes, détruisant ainsi tous les êtres vivants. Pourtant, quelques années plus tard, les scientifiques ont remarqué que des animaux et des végétaux ont recolonisé le milieu.
Problématique : Comment les végétaux assurent leur dispersion ? Comment assurent-ils la colonisation du milieu ?

I / Différents éléments des végétaux sont dispersés

A / Dispersion de fragments d’organismes :
1/ à faible pouvoir de dispersion

Montrer une photographie où l’on voit que les Sceaux de Salomon, les muguets forment de petits massifs.

Observer la plante en entière : partie aérienne et partie souterraine. La partie souterraine est constituée de rhizomes, qui, par la fragmentation ou la ramification, assurent la dispersion de l’espèce.

Le rhizome est une tige à croissance plagiotrope. On peut y voir des écailles et des bourgeons axillaires, à l’origine de certaines ramifications. Ce rhizome assure la pérennité de l’espèce, et constitue la forme de résistance pendant la mauvaise période. Cet organe n’est cependant pas spécialisée dans la dispersion. (faire un schéma pour montrer que, grâce aux ramifications et à la mort des parties les plus anciennes, le milieu est colonisé). Cependant, comme on peut le voir sur les photographies, cette dispersion se fait sur quelques mètres autour de la plante mère, et ceci sur de nombreuses années.

2/ à fort pouvoir de dispersion

D’autres dispersions de fragments d’organismes sont plus efficaces pour coloniser une surface plus grande. Ainsi, il est fréquent d’observer des fragments de thalle de chlorophytes ( Ulve), de Rhodophytes ( Sargasse). Ces fragments de thalle, qui ont été libérés par l’action des vagues, peuvent être transportés sur plusieurs kilomètres par l’eau.

On peut retrouver certains embryophytes utilisant ce mode de dispersion (exemple des Sphaignes, de l’Elodée et même certains herbiers)

Cette reproduction est efficace, puisque rapide, mais la dispersion est assurée par des clones, c'est-à-dire des individus ayant le même patrimoine génétique.

Cette dispersion est réalisée par des fragments d’organismes non spécialisés. Ceci reste cependant peu courant, et souvent des organes spécialisés dans la dispersion sont retrouvés.

B / Dispersion d’organes spécialisés :

Ici, des organes spécialisés sont formés par le végétal à des fins de dispersion.


1/ à faible pouvoir de dispersion :

Coupe dans un bulbe d’ail : on voit des bulbilles. Ces bulbilles correspondent à des développements de bourgeons axillaires. Ces bulbilles permettent au végétal de se disperser, mais cela reste très limité comme dispersion, à cause de la masse de ces bulbilles, les empêchant d’être facilement transporté
Lame microscopique de propagules de Marchantiophytes ( disponible ?) : ce sont des éléments qui sont dispersés par le vent. Et parler du stolon des fraisiers.
Tout cela reste très limité en terme de distance de dispersion. D’autres stratégies sont utilisées pour assurer la dispersion à longue distance.

2/ à fort pouvoir de dispersion

Demander à obtenir un Lis avec les graines et fruits. Ou sinon demander des échantillons. On peut observer des graines et des fruits.

Ces graines peuvent constituer des éléments de dispersion chez les Gymnospermes mais aussi dans le cas des fruits secs déhiscents ( exemple des capsules denticides, gousses, légumes). Sortir des échantillons.

Dans le cas des fruits indéhiscent, l’organe de dispersion est ici le fruit. On distingue différents types de fruits assurant la dispersion : les fruits secs indéhiscents et les fruits charnus.
Malgré des tailles parfois importantes ( ex de l’inflorescence de la Lampourde), ces éléments tendent à être dispersé sur de longues distances, variables cependant selon les espèces étudiées. Ceci peut être surprenant et nécessitera une explication future dans cet exposé.

C/ Dispersion de cellules

Il s’agit des grains de pollen retrouvés chez les Coniférophytes, Ginkgophytes, Cycadophytes et Angiospermes. Les grains de pollen sont bicellulés ou tricellulés.

( montrer des grains de pollen au microscope et insister sur leur petite taille, mais aussi sur la grande diversité de la morphologie des grains de pollen. Certains possèdent des expansions latérales ( ex du grain de pollen du Pin))

Le grain de pollen ne permet pas la dispersion de l’organisme, puisque le pollen doit féconder un ovule d’un autre organisme. Il s’agit donc ici plus d’une dispersion d’espèce ou de gènes que d’organisme.

D'autres cellules peuvent être dispersées: ainsi, chez les chloryphytes ( Chlorelles), on peut avoir libération de spores endogènes ( 4 spores endogènes entourées par une paroi) ( voir livre la reproduction, DOIN)

II/ Différents modes de transports sont utilisés:

A/ Dispersion sans transporteur:

= autodissémination
liée aux propriétés intrinsèques du fruit: l'évolution des parois des cellules du péricarpe peut conduire parfois à maturité à la projection des graines sur quelques mêtres ( graine d'impatience , de la gousse de genets,...). Le fruit de l'impatience est une capsule, qui possède des valves élastiques. Montrer des échantillons (..je ne sais pas si c'est possible) Cette colonisation se fait donc de proche en proche.

B/ Les différents vecteurs de transport:

Afin de se disperser, les végétaux disposent de nombreux vecteurs: vecteurs biotiques et abiotiques.

1/ Vecteurs abiotiques:

Il s'agit de l'eau (hydrogamie) et du vent (anémogamie). Ce sont des vecteurs qui provoquent de nombreuses pertes, mais les graines ou les grains de pollen ne sont pas dirigés vers les milieux favorables. Ceci nécessite donc une adaptation, avec une production très importante de grains de pollen par exemple ( plus de 4 millions de grains de pollen produits par un chaton de noisetier) ou des mécanismes de dormance, protégeant ainsi la graine du transport de longue durée.

2/ Vecteurs biotiques

Les végétaux disposent ainsi du déplacement des animaux. Ces déplacements sont souvent orientés, permettant ainsi de limiter les nombreuses pertes. On y distingue l'ornithogamie quand c'est l'oiseau qui sert de vecteur (exemple du Colibri qui butine et qui se rempli de grains de pollen sur son ventre), la chéroptérogamie quand il s'agit de mammifères (exemple des chauves souris), l'entomogamie quand il s'agit d'insecte. Les insectes sont très souvent utilisés par les végétaux dans le transport des grains de pollen.

C/ Adaptations du transporté aux transporteurs

1 / S’adapter au vecteur abiotique

Faire une expérience entre les disamares d'érable et les diakènes de lamiacées. Il suffit de placer un ventilateur et de mettre ces fruits prêt du ventilateur: objectif: montrer que les disamares vont plus loins que les diakènes. Les ailes membraneuses semblent donc être un caractère favorable à la dispersion des fruits.
Les élèments transportés par le vent possèdent souvent des expansions plus ou moins importantes: exemple des disamares mais aussi des grains de pollen de Conifère ( microscope: « les oreilles de Mickey des grains de pollen »)

P 144 d'Ecologie de FAURIE: montre les fruits anémophiles avec différentes adaptations.

Utiliser les autres vecteurs abiotiques nécessitent d'autres adaptations. C'est ainsi que les végétaux qui utilisent l'eau comme vecteur abiotique doivent flotter à la surface de l'eau, surtout pour les végétaux aériens. ( exemple de la Noix de coco ) Les végétaux aquatiques utilisent l'eau pour se disperser.

2/ S’adapter au vecteur biotique :

a- S’y fixer :
Utiliser les vecteurs biotiques peut constituer un avantage puisque leur déplacement n’est pas aléatoire. Selon l’espèce utilisée, on peut observer différentes observations.
P406 de Henry : polymorphisme de la dispersion chez une astéracée. On constate des fruits polymorphes plus ou moins adaptés. Les akènes central, ayant un pappus, ont un indice de dispersion le plus important et sont adaptés à la dispersion par exozoochorie.

P 470 de Raven : ces fruits possèdent des crochets et des épines qui peuvent s’accrocher au pelage des Mammifères. D’autres structures peu visibles peuvent contribuer à la fixation : exemple du Gaillet voyageuse ( faire l’expérience sur la veste du membre du jury). La graine dispose de nombreux petites épines qui peuvent s’accrocher à un support.

D’autres adaptations, plus mécaniques, assurent le bon placement du grain de pollen sur l’animal
- exemple des Fabacées : on pourrait faire l’expérience avec un crayon papier. L’entrée de l’insecte provoque le basculement des étamines sur le ventre de l’insecte ( p339 de Meyer)
- exemple de la sauge des prés ( lamiacées) : depôt sur le dos des animaux
- exemple de l’Ophrys : les pollinies se déposent sur la tête de l’animal

a- L’attirer :

Pour assurer la dispersion, les végétaux ayant des adaptations attirant les vecteurs biotiques seront favorisés.
Attrait par des odeurs, des couleurs,… le tout pouvant indiquer une récompense pour l’animal

Récompense par le nectar :secrété par les nectaires. Le nectare constitué de plus d’une cinquante de sucres, des acides aminés, des protéines, des phosphates et des vitamines.

Récompense par le pollen

Récompense par l’huile secrétée par les élaïophores

Récompense par le fruit : certains fruits charnus sont consommés par les animaux, et les graines seront rejetées par les fèces.

3/ Survivre au déplacement :

Pour les grains de pollen, on a des parois épaisses.
Pour la graine, dormance embryonnaire, dormance tégumentaire mais aussi dormance lié au fruits. Cette dormance permet à la graine de supporter un transport plus ou moins long, et de germer dans un milieu favorable.


III / La dispersion a des conséquences évolutives et adaptatives :

A/ Sur l’adaptation au milieu

P 399 de Henry : dispersion et sédentarité chez une plante du désert
La dispersion est couteuse en énergie.
On observe deux types de fruits bien caractéristiques : de gros akènes dépourvus de dispositif de dispersion, germant sur place et remplaçant ultérieurement le parent disparu. En période humide, on des petits akènes adaptés à l’anémochorie par la présence d’un pappus.
Ainsi, on peut observer des alternances de générations qui ont des capacités plus ou moins importantes de dispersion. Cette dispersion conduit à modifier la structure génétique des populations

B / Sur l’adaptation aux êtres vivants

C / Sur la structure génétique des végétaux

1/ des dispersions aux conséquences différentes

- Dispersion très proche : exemple du Thymus vulgaris. (p176 de DAJOZ). A l’intérieur de chaque population, on distingue six chémotypes répartis dans la région de Montpellier. Ces chémotypes font des taches de surfaces variables.
La dispersion très proche favorise donc la différenciation d’unités de voisinage.
- Dispersion proche : différenciation des populations d’une même métapopulation
- Dispersion lointaine : assure la cohésion génétique et empêche ou ralentit la différenciation en biotypes adaptés aux conditions locales

2/ Favoriser l’hétérozygotie :
La dispersion assure le brassage génétique, qui, peut être couplés par des mécanismes de reconnaissances spécifiques favorisant un tel brassage. Exemple de l’incompatibilité gamétophytique


CONCLUSION

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Re: agreg externe: la dispersion chez les végétaux

Message par djoul le Lun 25 Mai - 18:54

alala... ça me rappel un casse tête! à toi aussi Catherine?... l'année passée on s'est bien creusées entre "dispersion" et "dissémination"...

Donc, toi, tu as cette définition. ça m'arrange bien en fait. Une prof nous disais tout le temps que la dispersion ce n'était que les spores, mais c'était bizarre. j'ai toujours eu un doute...

je prendrais le temps de le lire plus tard (et vive la BV! bounce )

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