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Guide illustré de la flore de Patagonie

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Daniel Barthélémy
, 
Cecilia Brion
, 
Javier Puntieri

Introduction à la botanique

Texte intégral

Définition de la plante

1Au sens large, on appelle plante tout organisme qui, par le processus de photosynthèse, synthétise de la matière organique en exploitant la lumière du soleil. Ci-après, nous ferons un usage plus limité du mot plante, et nous ne parlerons que des organismes végétaux les plus évolués : ptéridophytes, gymnospermes et angiospermes, parfois regroupés sous les vocables plantes vasculaires ou plantes supérieures.

2Toutes ces plantes, parfois qualifiées de « supérieures », sont constituées d’une tige et d’une racine. La tige se ramifie en axes, composés d’entre-nœuds délimités par des nœuds. Sur chaque nœud s’insèrent une ou plusieurs feuilles. La racine, elle, se ramifie en axes qui ne différencient pas de nœuds ni d’entre-nœuds et qui ne portent jamais de feuilles. Les tiges peuvent être aussi bien aériennes que souterraines, alors que les racines, bien que majoritairement souterraines, peuvent parfois être aériennes.

3Les plantes se classent en deux groupes selon leur mode de reproduction. Les plantes appelées ptéridophytes (qui comprennent comme groupe principal, les fougères) produisent des spores qui, lors de la germination, génèrent de petites structures très délicates productrices de gamètes. La fécondation de deux gamètes donne naissance à une nouvelle plante productrice de spores (fig. 1).

Figure 1
Cycle reproducteur d’une fougère

4Le deuxième groupe, celui des spermatophytes, actuellement beaucoup plus varié et répandu que le premier, comprend les plantes qui produisent des graines qui vont se disperser pour assurer la dissémination (fig. 2). La présence ou non de feuilles spécialisées qui constituent la fleur et qui renferment les graines et les précurseurs de celles-ci (les ovules), permet de qualifier et d’identifier les deux grands groupes de spermatophytes. Le plus petit des deux comprend les plantes dont les ovules et les graines ne sont pas protégés : ce sont les gymnospermes. La majorité des spermatophytes forment des fleurs. Leurs ovules et graines sont entourés et protégés par des carpelles : ce sont les angiospermes.

Figure 2
Cycle reproducteur d’une gymnosperme (à gauche) et d’une angiosperme (à droite)

5Parmi ces angiospermes, on peut distinguer deux grands groupes en fonction de la structure des feuilles et des fleurs, et du nombre de cotylédons (feuilles de l’embryon) constitutifs de chaque graine. Les dicotylédones sont, dans les grandes lignes, des angiospermes qui développent des feuilles à nervures réticulées (i.e. avec une nervure principale centrale de laquelle partent des nervures secondaires), des fleurs composées de groupes de 4 ou 5 éléments et 2 cotylédons par embryon. Les monocotylédones ont des feuilles à nervures parallèles, des fleurs aux éléments constitutifs groupés généralement par 3 ou un multiple de 3 et un cotylédon par embryon.

Types de feuilles

6Les organes les plus utilisés pour différencier les plantes sont les feuilles, les fleurs et les fruits.

7Comme mentionné ci-dessus, toutes les plantes ont des feuilles. Chaque feuille se compose d’une base foliaire, d’un pétiole et d’un limbe (fig.3). La base foliaire est la zone d’insertion de la feuille à la tige et elle se distingue généralement par la présence d’une gaine qui enveloppe la tige ou par la présence (chez les dicotylédones) de deux appendices latéraux appelés stipules. Le limbe est la partie aplatie, photosynthétique, de la plupart des feuilles. Les tissus conducteurs du limbe foliaire sont mis en évidence au niveau des nervures. Le limbe est décrit par son contour, sommet, bord et base. Entre la base foliaire et le limbe d’une feuille, on distingue généralement une partie plus ou moins cylindrique, le pétiole.

8Chez les angiospermes, la fleur correspond à un ensemble de feuilles spécialisées pour la reproduction. Une fleur comporte jusqu’à 4 types de feuilles transformées différentes qui, de l’extérieur vers l’intérieur, portent les noms suivants : sépales, pétales, étamines et carpelles (fig. 4).

Figure 3
Feuille

9Les sépales peuvent être verts ou de couleur plus voyante et, généralement, ils servent de protection aux feuilles spécialisées internes, plus délicates. Les pétales sont des feuilles transformées colorées et tendres, dont le rôle est d’attirer les organismes pollinisateurs le plus souvent des insectes. Le nombre de pétales varie selon les espèces de 3 à plus de 20. Ils peuvent être libres ou soudés. Le pollen est produit par les étamines des fleurs. Une étamine est un organe étroit et allongé composé d’une partie filiforme stérile, le filet, qui supporte l’anthère où se forme le pollen. Chaque fleur peut avoir une ou plusieurs étamines. Les feuilles transformées les plus internes des fleurs sont les carpelles. Ceux-ci renferment un ou plusieurs ovules qui, une fois pollinisés et fécondés, donnent les graines. Les carpelles disposent d’une surface glanduleuse appelée stigmate sur laquelle le pollen doit se déposer pour que les ovules soient fécondés. Le nombre de carpelles par fleur varie dans les différents groupes d’angiospermes. Certaines pièces florales décrites peuvent parfois être absentes de la fleur.

Pollinisation, fruits et graines

10Comme mentionné plus haut, les ovules des gymnospermes sont insérés sur les feuilles modifiées et souvent durcies, qui forment les fameux « cônes » des conifères comme ceux des pins ou des sapins. Par contre, chez les angiospermes, les ovules sont enfermés dans les carpelles. Dans les deux cas, la formation de graines nécessite l’union de deux gamètes : l’un, présent dans le grain de pollen ; et l’autre, présent dans l’ovule. Le transport du pollen vers les ovules, appelé pollinisation, peut impliquer plusieurs agents. Le vent est le principal agent pollinisateur chez les gymnospermes et certaines angiospermes dont les sépales et les pétales sont atrophiés ou absents, comme les graminées. Chez les gymnospermes, le pollen doit arriver à proximité de l’unique orifice de l’ovule. Il est peu probable qu’un grain de pollen donné arrive jusqu’à un ovule poussé par le vent, c’est pourquoi il est indispensable que ces plantes produisent de grandes quantités de pollen. Chez les angiospermes, cette probabilité est augmentée par les différentes spécialisations des feuilles qui composent les fleurs. Par exemple, chez les fleurs pollinisées par le vent, les stigmates sont généralement grands et plumeux, de façon à pouvoir capter le pollen plus facilement. Mais chez la plupart des angiospermes, la pollinisation est facilitée par l’intervention d’organismes comme les insectes ou les oiseaux qui, en visitant les fleurs qui les attirent, transportent involontairement le pollen des étamines vers les carpelles. La couleur et la forme des pétales, l’aspect des étamines et des carpelles et la production de sucres ou autres substances alimentaires chez une fleur déterminent les caractéristiques de l’organisme pollinisateur. Ainsi, les fleurs dont les pétales forment de longs tubes fins et qui produisent des sucres à la base des pétales attirent les papillons ou les colibris. Par contre, les petites fleurs, peu attirantes ou au parfum désagréable, sont généralement pollinisées par les mouches.

11Une fois que le grain de pollen s’est déposé sur l’ovule d’une gymnosperme ou le carpelle d’une angiosperme de la même espèce, il émet un tube pollinique après germination. Ce tube permet à un gamète mâle produit dans le grain de pollen de rencontrer un gamète femelle produit dans l’ovule. De l’union de ces deux gamètes naît un embryon qui restera dans l’ovule et formera la graine. Chez les angiospermes, les carpelles constituent le fruit, souvent avec l’intervention d’autres parties de la fleur. Le développement du fruit est à l’origine du mode de dispersion des graines à partir de la plante mère. Chez de nombreuses espèces, les fruits sont charnus et appétissants pour les animaux qui jouent un rôle important, si ce n’est essentiel dans la dispersion des graines. Le terme de baie désigne le type de fruit charnu le plus courant (comme le raisin, la banane ou la tomate) et contenant généralement plusieurs graines. De nombreuses autres espèces présentent des fruits secs. Certains, comme les gousses ou les capsules, s’ouvrent spontanément et libèrent les graines sur un mode parfois explosif. Chez d’autres plantes, les fruits sont secs et ne s’ouvrent pas spontanément.

Classification des plantes selon leur type de développement

12L’homme a créé de nombreuses classifications de plantes selon leur type de développement. Dans le système utilisé ici, les plantes se divisent en ligneuses ou herbacées, selon que leurs tiges contiennent ou non de la lignine. Les plantes ligneuses se divisent en arbres, arbustes et buissons en fonction de leur taille et du développement d’un tronc long et unique ou d’un ou plusieurs troncs verticaux courts. Selon leur durée de vie, les plantes herbacées (ou herbes) sont classées en annuelles, bisannuelles et pérennes. On appelle liane ou plante grimpante tout végétal capable de s’élever verticalement, en s’appuyant sur un support. Les plantes saprophytes ont perdu leur pouvoir de photosynthèse et doivent puiser dans le sol les éléments dont leur métabolisme a besoin. D’autres plantes sont dites hémiparasites ou parasites, lorsqu’elles tirent des autres plantes une partie ou la totalité des éléments nutritifs dont elles ont besoin. Ces plantes peuvent prélever les éléments nutritifs soit par la tige, soit par les racines de la plante parasitée. Enfin, les plantes épiphytes poussent en prenant racine sur d’autres plantes qu’elles utilisent comme support mais dont elles ne se nourrissent pas contrairement aux précédentes.

Noms des plantes

13Dès le début de l’humanité, l’homme a attribué des noms aux plantes qui l’entourent. Bien qu’aujourd’hui encore, ces noms vernaculaires facilitent la communication entre les populations à l’intérieur de chaque région, le développement des échanges entre les peuples de différentes régions, parlant des langues différentes, a rendu nécessaire la création d’un système de classification des plantes qui soit universellement reconnu. Un tel système fut mis au point au milieu du XVIIIe siècle par Carl von Linné et il est basé sur la juxtaposition de deux termes latins qui constituent le nom scientifique de chaque espèce. On a choisi le latin car il s’agissait d’une langue morte, utilisée à cette époque-là dans les milieux scientifiques, et non dans la vie courante, ce qui évitait les variations propres aux langues vivantes.

14Le premier terme du nom latin d’une espèce est le genre. Chaque genre est défini par une série de caractéristiques végétales et peut être associé à plusieurs termes latins pour donner lieu à autant d’autres noms scientifiques. Des espèces très semblables, quoiqu’identifiées comme des organismes différents, appartiennent à un même genre. Plusieurs espèces similaires font partie du même genre, de même que plusieurs genres similaires font partie d’une même famille de plantes. Un genre est formé de plusieurs espèces ayant des caractéristiques proches (et plus proches entre elles qu’avec des espèces d’un autre genre).

15Ce système de classification végétale s’est maintenu, bien que les noms des espèces, des genres et des familles aient pu changer avec l’évolution des connaissances concernant les plantes. Les différentes sous-disciplines de la botanique contribuent à classer les plantes et leurs différentes interprétations peuvent conduire à la coexistence de plusieurs systèmes de classification végétale en espèces, genres et familles.

Table des illustrations

Légende Figure 1Cycle reproducteur d’une fougère
URL http://books.openedition.org/irdeditions/docannexe/image/37584/img-1.jpg
Fichier image/jpeg, 27k
Légende Figure 2Cycle reproducteur d’une gymnosperme (à gauche) et d’une angiosperme (à droite)
URL http://books.openedition.org/irdeditions/docannexe/image/37584/img-2.jpg
Fichier image/jpeg, 57k
Légende Figure 3Feuille
URL http://books.openedition.org/irdeditions/docannexe/image/37584/img-3.jpg
Fichier image/jpeg, 19k
Légende Figure 4Fleur
URL http://books.openedition.org/irdeditions/docannexe/image/37584/img-4.jpg
Fichier image/jpeg, 17k

© IRD Éditions, 2015

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