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Vidéo de la leçon : Règne végétal Biologie

Dans cette vidéo, nous allons rappeler les caractéristiques des organismes appartenant au règne végétal.

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Transcription de vidéo

Dans cette vidéo, nous allons rappeler les caractéristiques des organismes appartenant au règne végétal. Nous allons examiner plus en détail les groupes de plantes, notamment les algues supérieures et les plantes vasculaires et non vasculaires.

La planète Terre possède une gamme incroyablement diversifiée d’organismes vivants. Pour faciliter l’étude de ces organismes, les scientifiques les ont classés en groupes distincts en fonction de leurs caractéristiques physiques ou de leur histoire évolutive. Ce procédé s’appelle la taxonomie. Tous les organismes vivants découverts jusqu’à présent peuvent être classés en trois domaines: les bactéries, les archées et les eucaryotes. Ils peuvent ensuite encore être classés en règnes, qui sont des groupes contenant un grand nombre d’organismes partageant certaines caractéristiques. Plus nous descendons dans la classification, plus les caractéristiques des organismes sont spécifiques.

Examinons les règnes et en particulier les organismes appartenant au règne végétal. En 1969, un scientifique nommé Robert Whittaker a proposé le système de classification en cinq règnes. Il divisa tous les êtres vivants en règnes: les monères, c’est-à-dire tous les organismes procaryotes; les protistes, des organismes eucaryotes unicellulaires ou en colonies cellulaires simples; les champignons; les végétaux et les animaux.

Le règne végétal est un grand groupe taxonomique qui contient toutes les espèces que nous appelons communément des plantes. Les scientifiques estiment que nous avons jusqu’à présent identifié près de 400 000 espèces de plantes différentes. Et ces plantes habitent presque tous les environnements sur Terre. Sans des organismes comme les plantes qui produisent l’oxygène dont nous avons besoin pour respirer, la vie humaine cesserait d’exister.

Mais quelles sont les caractéristiques communes aux plantes? Les plantes sont toutes des organismes eucaryotes, ce qui signifie que leurs cellules, qui sont entourées par une membrane plasmique, contiennent un noyau entouré d’une membrane ainsi que d’autres organites délimités par des membranes. Les organismes appartenant au règne végétal ont d’autres caractéristiques communes. Leurs cellules sont entourées d’une paroi cellulaire qui leur fournit structure et soutien. Le composant principal de ces parois cellulaires est le polymère cellulose. Les plantes sont autotrophes. Cela signifie qu’elles sont capables de fabriquer leurs propres nutriments à partir de matière inorganique. Elles le font par photosynthèse, qui a lieu dans des organites appelés chloroplastes.

En présence d’énergie lumineuse, la photosynthèse convertit des composés inorganiques, le dioxyde de carbone et l’eau, en glucose que la plante peut utiliser comme source d’alimentation. Ce processus libère également de l’oxygène, que la plante peut utiliser dans la respiration cellulaire ou libérer dans l’atmosphère.

Le règne végétal peut être grossièrement divisé en groupes: les algues supérieures, les plantes non vasculaires et les plantes vasculaires. Vous avez peut-être remarqué la ligne en pointillés vers le groupe des algues supérieures. En effet, certains systèmes de classification plus récents placent maintenant les algues supérieures dans le règne des protistes. Mais comme elles partagent certaines caractéristiques clés avec le règne végétal, nous allons les voir dans cette vidéo. Afin d’avoir plus d’espace pour explorer les différentes caractéristiques de ces trois groupes, supprimons le reste des informations à l’écran.

Les algues supérieures sont des organismes photosynthétiques qui habitent les milieux aquatiques. Parmi les embranchements des algues supérieures, on retrouve les Rhodophytes, les Phéophycées et les Chlorophytes. Les Rhodophytes sont plus communément appelées algues rouges parce que leurs cellules contiennent des pigments photosynthétiques qui leur confèrent cette couleur. Elles habitent principalement les milieux marins, et leurs parois cellulaires ont des couches gélatineuses qui collent aux autres cellules. Les Polysiphonia sont un exemple d’algues rouges.

Les phéophycées sont plus communément appelées algues brunes, et elles ont des cellules contenant des pigments photosynthétiques bruns et apparaissent donc de couleur brune. Elles habitent également les milieux marins et peuvent avoir des filaments simples ou ramifiés. Le Fucus est un exemple d’algue brune.

Le dernier embranchement, celui des Chlorophytes, est également connu sous le nom d’algues vertes. Comme vous l’avez probablement deviné, leurs cellules contiennent des chloroplastes, qui contiennent des pigments verts. Elles peuvent habiter les eaux douces ou salées et peuvent être unicellulaires ou pluricellulaires. La spirogyre est un exemple d’algue verte, qui, lorsqu’elle est observée au microscope optique, révèle des chloroplastes en forme de spirale dans ses cellules.

Il existe deux autres divisions qui sont parfois considérées comme des embranchements du règne végétal: les Bryophytes et les Trachéophytes. Les organismes appartenant aux Bryophytes sont des plantes non vasculaires, tandis que les organismes appartenant aux Trachéophytes sont des plantes vasculaires. Mais que signifient «vasculaire» et «non vasculaire»? Les plantes non vasculaires n’ont pas de tissus vasculaires complexes ou spécialisés, contrairement les plantes vasculaires. Les tissus vasculaires spécialisés sont des cellules réunies en un réseau de tubes. Ceux-ci sont utilisés pour transporter l’eau et les ions minéraux des racines au reste de la plante, ainsi que pour transporter d’autres nutriments tels que les sucres et les acides aminés, principalement des feuilles (où la plupart d’entre eux sont produits) vers à la fois le haut et le bas de la plante, à toutes les cellules qui pourraient en avoir besoin.

Il existe deux types différents de tissus vasculaires avec des structures cellulaires différentes qui transportent ces différentes substances. Ils s’appellent le xylème et le phloème. Nous reviendrons sur ces tissus vasculaires dans un instant, mais passons d’abord en revue les caractéristiques principales des plantes non vasculaires.

La caractéristique la plus importante est bien entendu qu’elles n’ont pas de système vasculaire. Nous avons également mentionné qu’elles appartiennent à l’embranchement ou division des Bryophytes, qui est également subdivisé en trois autres divisions: les mousses (Bryophytae), les hépatiques ou marchantiophytes (Hepaticophytae ou Marchantiophytae) et les anthocérotes (Anthocerotophytae). Le mot bryophyte vient du grec bryon, qui signifie mousse d’arbre ou vert huître, et phyton, qui signifie plante. Les Bryophytes sont caractéristiquement de petite taille et ont tendance à préférer les habitats humides, bien qu’il ait été démontré qu’elles survivent dans des environnements plus secs. Elles produisent des structures de reproduction fermées appelées gamétanges et sporanges, mais elles ne produisent ni fleurs ni graines.

Les Bryophytes peuvent également avoir des structures appelées rhizoïdes, qui se prolongent à partir des cellules de leur épiderme inférieur pour aider la plante à s’ancrer dans le sol. Un exemple de plante non vasculaire est Funaria hygrometrica (la funaire hygromètre), qui est un type de mousse. Ces mousses vivent dans des environnements très humides pour assurer un accès constant à l’eau et aux minéraux.

Voyons ensuite les caractéristiques des plantes vasculaires, qui est probablement le groupe de plantes que vous connaissez le mieux. Les organismes appartenant à la division ou à l’embranchement des Trachéophytes ont des tissus vasculaires spécialisés. Comme nous l’avons mentionné précédemment, ces tissus comprennent le xylème et le phloème. Le phloème est responsable du transport des sucres (produits dans la partie photosynthétique d’une plante, comme les feuilles) et des acides aminés vers les parties de la plante qui en ont besoin. Une caractéristique utile du phloème est qu’il peut transporter ces substances à la fois vers le haut et vers le bas de la plante. Le xylème, quant à lui, transporte l’eau et les ions minéraux qui sont absorbés par les racines vers le haut de la plante à travers la tige, jusqu’aux feuilles, aux fleurs et aux fruits d’une plante. Ce transport se produit dans une seule direction, vers le haut.

Les Trachéophytes peuvent être subdivisés en trois groupes: les Filicophytes, les Gymnospermes et les Angiospermes. Les plantes appartenant au groupe des Filicophytes sont plus communément appelées fougères. La plupart des fougères sont sous forme d’herbes et certaines sont des arbustes ou des arbres. Elles ont des tiges, des feuilles et des racines qui s’étendent par le sol. Les fougères ne produisent pas de fleurs ni de graines, mais se reproduisent à l’aide de petites structures de reproduction appelées spores. Leurs feuilles ont une forme pennée.

Les plantes appartenant à la subdivision des Gymnospermes sont en grande partie des arbres. Ces plantes produisent des graines qui ne sont pas enfermées dans d’autres structures, ce qui est contraire à de nombreuses autres classes de plantes. En fait, le mot gymnosperme vient du grec pour nu et pour graines. Ainsi, le nom se traduit littéralement par «graines nues». Tout comme les fougères, les gymnospermes ne produisent pas de fleurs, mais portent des cônes qui peuvent être mâles ou femelles. Elles ont des feuilles simples qui forment des aiguilles. Quelques exemples de gymnospermes sont les sapins et les pins, souvent utilisés comme arbres de Noël.

Les angiospermes sont une subdivision des Trachéophytes qui comprennent les plantes à fleurs. Ces plantes sont terrestres et produisent des fleurs, des feuilles, des graines et des fruits. Cette classe peut être subdivisée en deux groupes: les monocotylédones et les dicotylédones. Examinons de plus près la distinction entre monocotylédones et dicotylédones.

Un cotylédon correspond à la feuille embryonnaire d’une plante, qui est contenue dans la graine de la plante. C’est une partie importante de l’embryon dans une graine de plante. Le préfixe «mono-» signifie un et le préfixe «di-» signifie deux. Les scientifiques peuvent utiliser le cotylédon pour classer les angiospermes en monocotylédones, qui ont un cotylédon, et en dicotylédones, dont les graines ont deux cotylédons. Nous savons que les monocotylédones et les dicotylédones diffèrent par la structure de leurs graines. Elles présentent également diverses autres différences structurelles et fonctionnelles importantes. Par exemple, dans les racines des monocotylédones, les faisceaux vasculaires sont disposés différemment. Le xylème et le phloème sont disposés en anneau, tandis que chez les dicotylédones, le phloème se trouve entre les «bras» des vaisseaux du xylème.

De plus, les racines d’une plante monocotylédone sont généralement ramifiées et fibreuses, alors qu’une dicotylédone est susceptible d’avoir une racine principale ou pivotante à partir de laquelle des racines plus petites peuvent se ramifier. Dans les tiges des monocotylédones, les faisceaux vasculaires sont dispersés, tandis que chez les dicotylédones, ils sont disposés en anneaux distincts. Une autre différence est le motif dans lequel les nervures se forment dans les feuilles. Les feuilles des monocotylédones sont étroites avec des nervures parallèles, tandis que les dicotylédones ont des feuilles pennées ou palmées. Et les nervures de leurs feuilles forment un motif en filet. Enfin, elles diffèrent par la quantité de structures florales. Les monocotylédones ont des organes floraux par trois ou par multiples de trois, tandis que les dicotylédones ont des organes floraux par quatre, par cinq ou leurs multiples. Un exemple de monocotylédone est le maïs, et un exemple de dicotylédone est un tournesol.

Alors résumons. Les scientifiques classent les êtres vivants en cinq règnes. L’un des règnes du vivant est le règne végétal. Le règne végétal peut être divisé en trois groupes avec des caractéristiques différentes: les algues supérieures, les plantes non vasculaires et les plantes vasculaires. De nos jours, le groupe des algues supérieures n’est pas inclus dans le règne végétal mais dans le règne des protistes. Appliquons ce que nous avons appris sur le règne végétal à une question d’entraînement.

La photo fournie montre un organisme appartenant au règne végétal. Quelles sont les caractéristiques des organismes appartenant à ce règne? (A) Ces organismes sont eucaryotes, multicellulaires et hétérotrophes. (B) Ces organismes sont procaryotes, multicellulaires et autotrophes. (C) Ces organismes sont eucaryotes, multicellulaires et autotrophes. Ou (D), ces organismes sont procaryotes, multicellulaires et hétérotrophes.

Pour répondre à cette question, commençons par examiner ce que signifient les termes eucaryote, hétérotrophe, procaryote, multicellulaire et autotrophe. Les organismes eucaryotes et les organismes procaryotes diffèrent considérablement par leur structure cellulaire. Contrairement aux cellules procaryotes, les cellules eucaryotes contiennent des organites délimités par une membrane, dont un noyau entouré d’une membrane. Alors que dans les cellules eucaryotes l’ADN est empaqueté en plusieurs chromosomes dans le noyau, dans les cellules procaryotes, il se présente sous la forme de chromosomes circulaires et de plusieurs plasmides flottant dans le cytoplasme.

La plupart des cellules procaryotes sont unicellulaires, ce qui signifie qu’elles ne sont constituées que d’une seule cellule, comme une bactérie. Cependant, la plupart des eucaryotes pluricellulaires (ou «multicellulaires»). Cela signifie qu’ils sont constitués de plusieurs cellules souvent différemment spécialisées, comme nous, les êtres humains. Étant donné que les cellules végétales comme celle-ci ont un noyau et d’autres organites entourés de membranes, comme les chloroplastes, nous savons qu’elles sont eucaryotes et multicellulaires. Nous pouvons donc exclure les options (B) et (D), car toutes deux disent qu’elles sont procaryotes.

Il ne nous reste plus qu'à déterminer si les plantes sont hétérotrophes ou autotrophes. Voyons donc maintenant ces termes. Ces deux termes se réfèrent à la façon dont les organismes peuvent obtenir leurs nutriments. Certains autotrophes, y compris les plantes, peuvent obtenir leurs nutriments en les synthétisant eux-mêmes par photosynthèse. Elles utilisent l’eau absorbée du sol et le dioxyde de carbone absorbé de l’atmosphère, en présence d’énergie lumineuse, généralement du soleil, pour produire des molécules de sucres simples comme le glucose. Elles peuvent ensuite les utiliser pour fabriquer des molécules nutritives plus complexes. Étant donné que les organismes autotrophes n’ont besoin que de lumière en plus de ces simples matières inorganiques pour produire leurs nutriments, ils sont souvent sessiles, ce qui signifie qu’ils ne se déplacent pas.

Les organismes hétérotrophes, quant à eux, doivent se nourrir d’autres organismes vivants ou autrefois vivants. Les hétérotrophes doivent consommer d’autres organismes afin de se procurer leur nourriture. Ils doivent donc pouvoir se déplacer pour trouver ou chasser d’autres organismes à manger.

Nous savons que les plantes peuvent produire leurs propres nutriments via la photosynthèse, elles sont donc autotrophes. Comme nous savons que les plantes ne sont pas hétérotrophes, nous pouvons exclure l’option (A). Nous avons donc déterminé que les principales caractéristiques des organismes appartenant au règne végétal sont que ces organismes sont eucaryotes, multicellulaires et autotrophes.

Passons en revue les points clés que nous avons abordés dans cette vidéo. Les organismes appartenant au règne végétal sont autotrophes, multicellulaires et eucaryotes. Les algues supérieures sont parfois classées dans le règne végétal, et elles comprennent les divisions Rhodophytae (les Rodophytes), Phaeophyteae (les Phéophytes) et Chlorophytae (les Chlorophytes). Les Bryophytes correspondent à un autre groupe appartenant au règne végétal, et ce sont des plantes non vasculaires qui comprennent les mousses (Bryophytae), les hépatiques ou marchantiophytes (Hepaticophytae ou Marchantiophytae) et les anthocérotes (Anthocerotophytae). Le groupe des Tracheophytae (les Trachéophytes) appartient également au règne végétal, et il comprend des plantes vasculaires telles que les Filicophytae (les Filicophytes), les Gymnospermae (les Gymnospermes) et les Angiospermae (les Angiospermes). La division des Angiospermes comprend les plantes à fleurs, qui peuvent être subdivisées en monocotylédones et dicotylédones.

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