- Nous allons ici nous pencher sur l'évolution des plantes.
- Tout d'abord, nous définirons ce qu'est l'évolution des plantes.
- Ensuite, nous étudierons l'origine et l'évolution des plantes.
- Nous poursuivrons avec l'énorme importance de l'évolution des plantes qui modifie à jamais les conditions de vie sur Terre.
- Nous analyserons également la chronologie de l'évolution des plantes.
- Nous terminerons par quelques exemples d'adaptations que les plantes ont développées au cours de leur évolution.
La définition de l'évolution des plantes
L'évolution des plantes fait référence à la façon dont les plantes sont nées et à tous les changements qu'elles ont subis depuis lors en se dispersant sur Terre et en s'adaptant à différents environnements.
Les plantes ont évolué grâce aux mêmes mécanismes qui affectent toutes les formes de vie sur Terre. Tout comme les animaux, les bactéries et les champignons, les différentes conditions auxquelles les plantes ont été confrontées ont influencé leur évolution.
- La diversité au sein des populations et entre les individus se produit naturellement grâce à la variation génétique. Un phénomène où, grâce à des différences dans les séquences d'ADN d'un individu à l'autre (c'est-à-dire des fréquences d'allèles différentes), différents traits morphologiques sont présents au sein d'une espèce. La variation génétique peut être causée par des mutations, la reproduction sexuelle ou la dérive génétique, mais quelle qu'en soit la cause, le résultat est toujours le même : de légères différences entre les individus.
- Certaines différences causées par la variation génétique peuvent être bénéfiques ou néfastes pour les chances de survie d'un individu. Ce qui est bénéfique varie selon les périodes, les environnements et la présence ou l'absence de prédateurs et de ressources. Les facteurs environnementaux qui affectent la survie sont connus sous le nom de pressions de sélection.
- Laissées au temps, les populations peuvent changer au point de ne plus être reconnaissables en tant que descendants de leurs ancêtres. Ces changements morphologiques sont le résultat d'un changement progressif, sur plusieurs générations, de la composition génétique d'une population.
Ce processus est connu sous le nom d'évolution. La sélection naturelle est l'un des mécanismes par lesquels l'évolution se produit.
Évolution: un changement progressif et cumulatif des traits génétiques héréditaires d'une population d'organismes au cours de nombreuses générations.
Sélection naturelle: processus par lequel les individus possédant des traits qui les aident à survivre dans leur environnement ont plus de chances de survivre et de se reproduire grâce à ces traits. Ces caractéristiques bénéfiques deviennent de plus en plus courantes au sein de la population à chaque génération.
Le suivi de ces changements dans les individus et les conditions au fil du temps permet de mieux comprendre comment la diversité de la vie végétale à travers le monde terrestre est apparue. Ces connaissances peuvent nous aider à prévoir les réactions au changement climatique, aux sécheresses et aux autres défis auxquels notre société sera confrontée, et peuvent même influencer la façon dont nous répondons à ces menaces.
L'origine et l'évolution des plantes
On pense généralement que la vie a commencé sous l'eau. L'origine et l'évolution des plantes ont commencé il y a environ 430 millions d'années, lorsque l'ancêtre des plantes a migré vers la terre ferme et a donné naissance aux plantes terrestres actuelles. On pense que l'algue streptophyte ancestrale a été le seul ancêtre végétal à avoir survécu à la migration vers la terre4.
L'origine de la vie elle-même fait l'objet de vives controverses, mais il est généralement admis que toutes les formes de vie sont issues d'un seul et même ancêtre commun.
- Ce dernier ancêtre commun universel (LU CA) s'est formé il y a environ 3,5 milliards d'années.1 LUCA a donné naissance à tous les organismes vivants que nous voyons aujourd'hui, qu'il s'agisse de plantes, d'animaux, de champignons ou de bactéries.
- Les premières formes de vie étaient de simples organismes unicellulaires, dépendant de la diffusion pour rassembler toute l'énergie et les nutriments dont ils avaient besoin dans leur environnement. Avec le temps, la vie a évolué vers des processus complexes pour produire sa propre énergie. Cette évolution cellulaire précoce est à l'origine des processus de glycolyse, de respiration et de photosynthèse.2
- On pense que la photosynthèse est née chez les bactéries et qu'elle a permis aux organismes d'exploiter la lumière du soleil pour en tirer de l'énergie.3 Les premiers ancêtres des plantes, sous la forme de simples cellules eucaryotes, auraient absorbé des cyanobactéries photosynthétisantes. Ces cyanobactéries, qui se déplaçaient auparavant librement, ont donné naissance aux chloroplastes, les organites photosynthétiques que l'on trouve dans les plantes.
Les plantes modernes possèdent des voies complexes de signalisation du stress qui présentent de nombreuses similitudes avec les algues streptophytes ancestrales4. Cela indique que la transition de l'eau à la terre n'a pas été facile et que de fortes pressions de sélection ont dû s'exercer.
Cette relation symbiotique a pu se produire en raison de la pénurie de nourriture. Dans un environnement dépourvu de proies, il serait très avantageux de tirer parti de l'ensoleillement librement disponible pour obtenir de l'énergie. En absorbant plutôt qu'en consommant des cyanobactéries photosynthétisantes, les ancêtres des plantes auraient également acquis ce trait bénéfique.3
L'évolution des plantes : le passage à la terre ferme
Aux yeux de l'évolution, il faut s'adapter ou s'éteindre. Les premiers environnements terrestres étaient riches en lumière solaire et en espace pour se développer, tout en étant dépourvus de prédateurs et de concurrents. Cependant, le passage à la terre ferme a été une période particulièrement stressante pour les premières plantes terrestres.
Les plantes terrestres qui n'ont pas pu s'adapter à leur nouvel environnement ont été concurrencées pour les ressources et n'ont tout simplement pas pu survivre aux conditions difficiles. La menace de l'extinction était constante pour les premières plantes terrestres. Voici quelques-unes des menaces et des conséquences mortelles de la vie terrestre :
La dessiccation - Les premières plantes terrestres ne pouvaient pas transporter d'eau et dépendaient donc fortement des conditions humides.
Rayonnement UV - L'eau peut filtrer la lumière du soleil et réduire la quantité d'énergie absorbée par les pigments chlorophylliens, mais elle agit également comme une barrière contre le rayonnement UV nocif. Une barrière absente sur la terre ferme.
Absence de support structurel - L'eau offre aux plantes aquatiques un support et une flottabilité, mais dans les environnements terrestres, les plantes doivent consacrer de l'énergie et des nutriments à des caractéristiques rigides telles que les parois cellulaires.
L'importance de l'évolution des plantes
Les dures pressions de sélection des premiers environnements terrestres ont façonné le parcours évolutif des plantes terrestres. Pourtant, depuis leur apparition à la fin de l 'Ordovicien, les plantes terrestres ont remanié notre planète pour répondre à leurs propres besoins. Elles ont ouvert la voie à l'épanouissement de certaines espèces, tout en assurant l'extinction d'autres.
Importance | Description |
Le développement des racines a modifié l'environnement physique de la terre | Lorsque les plantes se sont répandues sur la terre, les lits de rivière auparavant dénudés sont devenus des habitats florissants pour les plantes. Les racines des plantes ont maintenu la terre ensemble et réduit l'érosion sur les berges des rivières. Cela a entraîné une augmentation du nombre de rivières sinueuses, au lieu des larges canaux tressés que l'on trouvait avant l'apparition des plantes terrestres.
|
Les plantes terrestres ont provoqué les premières extinctions massives | Au fur et à mesure que les racines des plantes s'enfonçaient dans la terre, les roches sous-jacentes s'usaient. Les minéraux libérés se sont retrouvés dans les systèmes fluviaux et les océans de la planète. Cette augmentation soudaine des nutriments a provoqué l'eutrophisation et l'anoxie des océans du passé, tuant la moitié de la vie marine lors de l'extinction massive duDévonien . |
Lesplantes et les algues ont modifié l'atmosphère terrestre | Lesplantes et les algues sont autotrophes. Elles absorbent le dioxyde de carbone et l'énergie du soleil, tout en libérant de l'oxygène. Lesplantes et les algues ont considérablement augmenté le taux d'oxygène dans l'atmosphère au cours de la période carbonifère, ce qui a permis un essor de l'évolution animale. L'oxygène n'étant plus un facteur limitant, d'énormes arthropodes sont apparus. |
Les plantes influencent le climat mondial | Laphotosynthèse augmente directement les concentrations d'oxygène dans l'atmosphère, mais les racines des plantes ont également joué un rôle en brisant la terre et en libérant des minéraux qui réagissent avec le dioxyde de carbone. Ces réactions attirent le dioxyde de carbone atmosphérique et l'enferment dans la terre et les océans. Cela a considérablement augmenté la concentration d'oxygène dans l'atmosphère, entraînant des périodes de refroidissement global et des périodes glaciaires. Les extinctions massives qui se sont produites pendant les périodes glaciaires ont ouvert des niches que les espèces survivantes ont pu adapter et coloniser . |
Tableau 1 : Les principaux changements que les plantes ont provoqués dans l'environnement terrestre reflètent l'importance de l'évolution des plantes.
Evolution des plantes : Chronologie
La chronologie de l'évolution des plantes s'étend, selon les preuves existantes, d'environ 430 millions d'années à la fin de l'Ordovicien jusqu'à l'époque moderne. La capacité des plantes terrestres à prospérer est largement attribuée aux adaptations acquises au cours de quatre étapes clés de l'évolution, qui ont sans aucun doute évolué sous de rudes pressions de sélection.
Fig. 1 : L'origine et l'évolution des plantes. Principales étapes de l'évolution des plantes au cours des différentes périodes géologiques.
Les angiospermes, qui ont subi chacune des étapes clés de l'évolution des plantes, sont aujourd'hui les plus abondantes de tous les types de plantes terrestres.
Exemples d'évolution des plantes
Des milliards d'années d'évolution des plantes ont permis aux plantes terrestres de conquérir tous les coins du globe. À tel point que les plantes terrestres représentent aujourd'hui 82 % de la biomasse mondiale. Voyons quelques exemples de l'évolution des plantes qui montrent les différentes façons dont elles se sont adaptées à la terre.
Adaptation | Exemple d'avantages accordés aux plantes. |
Cuticule cireuse | Empêche la perte d'eau, réduisant ainsi le risque de dessiccation. |
Stomates et cellules de garde | Augmentent les échanges gazeux nécessaires à la respiration et à la photosynthèse. Les cellules de garde contrôlent l'ouverture ou la fermeture des stomates, ce qui réduit la perte d'eau par transpiration et le risque de dessiccation. |
Rhizoïdes | Fournissent la structure et une certaine absorption de l'eau dans les bryophytes. |
Système vasculaire | Transporte les nutriments, l'eau et l'énergie sous forme d'ATP depuis leur lieu d'absorption ou de production jusqu'aux tissus qui en ont besoin. Grâce à leur système vasculaire, les plantes vasculaires sont capables de pousser beaucoup plus haut et de concurrencer les autres plantes pour l'ensoleillement. Les plantes vasculaires sont également plus rigides et plus résistantes. |
Les vraies racines | Ancrent et soutiennent les plantes, et aident à l'absorption de l'eau dans les plantes vasculaires. |
Flavonoïdes et pigments protecteurs | Protègent les plantes des rayons UV en filtrant la lumière UV nocive tout en permettant l'absorption d'une certaine quantité d'énergie pour la photosynthèse. |
Le nectar et les variations de couleur, de parfum et de taille des fleurs | Le nectar sucré encourage les insectes et autres pollinisateurs à se rendre profondément dans les fleurs, où le pollen collant s'attache à leur peau ou à leur fourrure. Comme les pollinisateurs visitent plusieurs fleurs en une journée, une partie de ce pollen déteint sur de futures plantes, fertilisant et propageant les gènes de la plante initiale. Les plantes rendent leurs fleurs plus attrayantes pour les pollinisateurs en utilisant des couleurs vives, des parfums attrayants et des pétales de tailles et de formes différentes. Les angiospermes, ou plantes à fleurs, ont évolué en même temps que les pollinisateurs. |
Les graines et le pollen | Permettent au matériel génétique, et éventuellement aux embryons fécondés des plantes, de voyager loin de leurs parents et de réduire la concurrence pour les ressources. Les graines et le pollen sont également dotés d'une enveloppe protectrice qui protège leur contenu des dommages mécaniques et de la dessiccation. Grâce à cette adaptation, les plantes à graines sont capables de survivre et de se propager dans des environnements beaucoup plus difficiles. |
Les fruits entourent les graines | Les graines des angiospermes sont entourées de fruits ou d'ovaires. Les fruits charnus et sucrés invitent les animaux à les manger, dispersant ainsi les graines qu'ils contiennent par leurs excréments. Cette dispersion accrue réduit la concurrence des plantes mères chez les angiospermes. D'autres fruits sont secs et durs. Ces fruits confèrent une protection supplémentaire à la graine. Certains d'entre eux peuvent être munis de crochets qui s'attachent à la fourrure des pollinisateurs pour faciliter la dispersion. Toutes les plantes à graines ne bénéficient pas de l'évolution des fruits protecteurs, car les gymnospermes n'ont pas d'ovaires. |
Tableau 2 : Les principales adaptations que les plantes ont développées pour s'adapter aux conditions terrestres.
L'évolution des plantes - Points clés
- Toutes les plantes partagent le même ancêtre commun que toutes les autres formes de vie sur terre. Plus précisément, le groupe des plantes est probablement issu d'une algue verte ancestrale.
- La photosynthèse s'est développée dans les bactéries. Les premiers eucaryotes ont englouti des cyanobactéries, acquérant ainsi la capacité de réaliser eux-mêmes la photosynthèse. Les cyanobactéries englouties ont donné naissance aux chloroplastes.
- L'évolution des plantes a façonné notre monde naturel en modifiant la composition de l'atmosphère et la géologie de leur environnement.
- Le passage à la terre ferme a entraîné de nombreux facteurs de stress et de fortes pressions de sélection. La sélection naturelle a fait en sorte que les plantes qui ne se sont pas adaptées lorsqu'elles ont été confrontées à une forte concurrence et à la prédation ont fini par disparaître.
- Il existe de nombreux exemples d'évolution des plantes, comme en témoignent les caractéristiques adaptatives dont les plantes terrestres ont besoin pour survivre dans leurs niches.
Références
- Christie Wilcox, Evolution : Out Of The Sea, Scientific American, 2012.
- Cooper GM, L'origine et l'évolution des cellules, La cellule : une approche moléculaire. 2e édition, 2000.
- Robert E. Blankenship, Physiologie végétale : Early Evolution of Photosynthesis, 2010.
- Jan De Vries et al, L'évolution des plantes : des repères sur le chemin de la vie terrestre, New Phytologist, 2018.
- Lumen, Bryophytes, Boundless Biology
- C. Jill Harrison et al, The origin and early evolution of vascular plant shoots and leaves, Philosophical Transactions of the Royal Society B, 2018.
- Ada Linkies et al, L'évolution des graines, New Phytologist, 2010.
- Hannah Ritchie et Max Roser, La biodiversité, notre monde en données, 2021.
Apprends avec 18 fiches de Évolution des Plantes dans l'application gratuite StudySmarter
Nous avons 14,000 fiches sur les paysages dynamiques.
Tu as déjà un compte ? Connecte-toi
Questions fréquemment posées en Évolution des Plantes
Teste tes connaissances avec des questions à choix multiples
TON SCORE
Ton score
Rejoins l'application StudySmarter et apprends efficacement avec des millions de flashcards, et plus encore.
Apprends avec 18 fiches de Évolution des Plantes dans l'application gratuite StudySmarter
Tu as déjà un compte ? Connecte-toi
À propos de StudySmarter
StudySmarter est une entreprise de technologie éducative mondialement reconnue, offrant une plateforme d'apprentissage holistique conçue pour les étudiants de tous âges et de tous niveaux éducatifs. Notre plateforme fournit un soutien à l'apprentissage pour une large gamme de sujets, y compris les STEM, les sciences sociales et les langues, et aide également les étudiants à réussir divers tests et examens dans le monde entier, tels que le GCSE, le A Level, le SAT, l'ACT, l'Abitur, et plus encore. Nous proposons une bibliothèque étendue de matériels d'apprentissage, y compris des flashcards interactives, des solutions de manuels scolaires complètes et des explications détaillées. La technologie de pointe et les outils que nous fournissons aident les étudiants à créer leurs propres matériels d'apprentissage. Le contenu de StudySmarter est non seulement vérifié par des experts, mais également régulièrement mis à jour pour garantir l'exactitude et la pertinence.
En savoir plus
