Plante

Plantae

Pour les articles homonymes, voir Plante (homonymie).

Plantae

Diversité des plantes

Classification

Domaine	Eukaryota
Sous-domaine	Bikonta

Règne

Plantae
Haeckel, 1866

Synonymes

• Archaeplastida

Classification phylogénétique

Position :

• Eukaryota
  • Bikonta
    • Corticata
      • Archaeplastida (Plantes)
        • Metabionta
          • Viridiplantae
            (Plantes vertes)
            • Chlorophyta
            • Streptophyta

Les plantes (Plantae) sont des organismes à la base de la chaîne alimentaire. Elles forment l'un des règnes des eucaryotes. Elles sont, classiquement, avec les algues (y compris les cyanobactéries) et les champignons, l'objet d'étude de la botanique^[1] . Le nombre d'espèces de plantes est difficile à déterminer, mais en 2010, il existerait entre 300 000 et 330 000 espèces décrites, dont la grande majorité, entre 260 000 et 290 000, seraient spermatophytes^[2].

Classification

Les plantes sont l'un des deux groupes dans lequel les espèces vivantes sont traditionnellement réparties ; l'autre groupe étant les animaux. La division remonte aux environs du temps d'Aristote (384 av. J.-C. – 322 av. J.-C.) qui différenciait les plantes, celles-ci ne se déplaçant pas, et les animaux souvent en mouvement pour attraper leurs proies. Beaucoup plus tard, lorsque Linnaeus (1707–1778) crée la base du système moderne de classification scientifique, ces deux groupes deviennent des règnes, végétal et animal. Un certain nombre d'espèces anciennement considérées comme des plantes, tels les champignons, ont depuis été exclus de ce groupe pour former des catégories propres.

Hors des contextes scientifiques, le terme de « plante » implique une association de certaines caractéristiques, comme étant notamment multicellulaires^[3].

La première classification connue est l'œuvre de Théophraste (370-285 av. J.-C.) qui classa 480 plantes selon leur port (arbre, arbuste ou lierres) et certaines caractéristiques florales. Au XVI^e siècle, des botanistes, notamment les frères Jean et Gaspard Bauhin, entament une réflexion sur le classement des plantes^[4]. Ils cherchent à établir des groupes naturels de plantes à partir de leur ressemblance. En effet la découverte de nouvelles plantes rendait un nouveau classement nécessaire. Il faut savoir que jusqu'alors, les plantes étaient classées en fonction de leur taille, du lieu où elles poussaient ou de leur ressemblance.

John Ray (1628-1705), naturaliste anglais, propose d'établir un nouveau système de classification ayant pour fondement le plus grand nombre possible de caractères de la fleur, du fruit ou de la feuille^[5]. Puis, Pierre Magnol (1638-1715), inventeur du terme famille, répertorie 76 familles de plantes. Joseph Pitton de Tournefort (1656-1708) établit un classement des végétaux suivant la structure des fleurs et introduit les notions d'espèce et de genre. Enfin, Carl von Linné (1707-1778), botaniste du roi de Suède, codifie la nomenclature binominale des végétaux et des animaux. Ce système utilise deux noms en latin : le premier indique le genre et le second l'espèce de la plante ou de l'animal. En revanche, son « système sexuel », basé sur le nombre d'étamines, ne fait pas progresser la classification des plantes.

Voir aussi la liste des botanistes.

Caractéristiques principales

• Les végétaux sont des organismes autotrophes, c'est-à-dire qu'ils produisent leur propre matière organique à partir de sels minéraux puisés dans le sol et de dioxyde de carbone, assimilé par les feuilles grâce à l'énergie solaire : c'est le mécanisme de photosynthèse. Ils lui doivent, par le biais de la chlorophylle contenue dans les chloroplastes, leur couleur verte.
• Les végétaux sont des organismes généralement fixés au sol par leurs racines (mais il y a des exceptions), ce qui les rend très dépendants des conditions de leur environnement ; cet état est lié à la nature cellulosique des parois cellulaires, aux tissus de soutien de la plante (collenchyme et sclérenchyme) et à certaines molécules particulières comme la lignine qui rend les tissus rigides.
• Les végétaux sont des organismes peu différenciés. Il existe peu de types de tissus ou d'organes différenciés, ce qui entraîne des propriétés particulières : une diminution potentiellement indéfinie, une capacité de régénération importante (d'où la possibilité de multiplication végétative).
• Les plantes ont besoin de différents éléments rassemblés pour survivre et pousser. Le premier est la lumière, utile pour le processus de photosynthèse, qui apporte de l'énergie. Ensuite viennent l'eau et la terre d'où sont tirés les nutriments, et l'air dont elles extraient le dioxyde de carbone, permettant également la photosynthèse. Les conditions exactes varient selon le type de plante. Au sein du règne végétal les plantes sont des organismes qui possèdent des racines et une partie aérienne.

Algues

Algue verte de l'œuvre d'Ernst Haeckel, intitulée Kunstformen der Natur, 1904.

En classification classique, traditionnellement, seules les algues vertes, ou Chlorophytes, étaient considérées comme plantes, et ne formaient donc pas un sous-règne. La classification des autres algues dans le règne des plantes est une introduction de la classification scientifique amorcée depuis le XIX^e siècle. Auparavant, elles ont été classées de façon variable avec les protistes. Les progrès dans la recherche de la phylogénie change encore les choses, puisque certaines classes disparaissent et que des rapprochements morphologiquement étonnants s'opèrent dans la classification.

Bryophytes

En classification classique ou traditionnelle, le sous-règne des Bryophytes (Bryophyta lato sensu) comprend trois divisions (ou embranchements) ou de végétaux terrestres non vasculaires : la division des Hépaticophytes (Hepaticophyta) : 6 000 espèces de plantes hépatiques ; la division des Anthocérotophytes (Anthocerotophyta) : 100 espèces d’anthocérotes ; et la division des Bryophytes (Bryophyta stricto sensu) : 9 500 espèces de mousses.

Plantes vasculaires

Le sous-règne des Trachéobiontes (Tracheobionta ou Tracheophyta) est composé, selon une classification traditionnelle :

• Ptéridophytes (Pteridophyta), ou fougères lato sensu, plantes vasculaires cryptogames (à spores et thalles) :
  • Psilophytes (Psilophyta) : 17 espèces ;
  • Lycopodiophytes (Lycopodiophyta) : 1 000 espèces, dont les Lycopodes ;
  • Équisétophytes (Equisetophyta) : 15 espèces vivantes dont les Prêles ;
  • Filicophytes (Filicophyta) : 11 000 espèces de fougères stricto sensu ;
• Spermatophytes (Spermatophyta), plantes vasculaires phanérogames (à graines) :
  • Gymnospermes (Gymnospermae), les plantes phanérogames à cônes ;
  • Angiospermes (Magnoliophyta), les plantes phanérogames à fleurs (environ 235 000 espèces).

Les chiffres montrent la domination qu’exercent aujourd’hui les Angiospermes (Magnoliophyta) parmi les plantes.

Physiologie

Phylogénétique

Voir les articles Archaeplastida (classification phylogénétique) et Chlorophyta (classification phylogénétique).

Tailles et types

Une grande division est souvent faite entre les plantes herbacées et les plantes ligneuses (celles qui forment du bois).

Environnement

Climat

Il existe des plantes presque partout sur la terre - dans le désert, sous l'eau, dans les forêts tropicales et même en Arctique. Toutefois, leur répartition à la surface de la Terre est fonction des conditions climatiques. Ainsi, pour rendre compte des principaux groupes de végétaux, le climatologue et botaniste allemand Wladimir Köppen a établi une classification des climats. Cette classification, publiée pour la première fois en 1901 et remaniée à plusieurs reprises depuis, est la plus ancienne et la plus connue.

La classification de Köppen comprend cinq groupes de climats eux-mêmes divisés en cinq types climatiques. Le contour de chaque groupe correspond à la satisfaction d'un critère lié à la température de l'air ou combinant à la fois la température de l'air et le niveau des précipitations.

• Les plantes des régions tropicales

La zone tropicale s'étend de part et d'autre de l'équateur entre le tropique du Cancer (23° 27' de latitude nord) et le tropique du Capricorne (23° 27' de latitude sud). Elle représente l'une des grandes zones climatiques nées de la circulation générale de l'atmosphère et de son déplacement saisonnier. Cette zone couvre environ 45 % de la surface globale des forêts. La température moyenne du mois le plus froid est supérieure à + 18 degrés Celsius. La végétation correspondante est la forêt tropicale ou la savane.

• Plantes des régions sèches et désertiques

Essentiellement caractérisé par la présence d'arbustes et d'herbes qui se sont adaptés à l'environnement désertique et qui, par un système de racines souterraines peu profond mais étendu à proximité de la surface (fasciculé), arrivent à récolter une quantité d'eau suffisante à leur croissance. La végétation est très peu développée et recouvre peu d'espace. Les espèces sont appelées xérophytes (du grec xero = sec, et phytos = plante), il existe des cactus, des plantes à cuticule épaisse pour limiter l'évapotranspiration, des plantes en coussinets, des succulentes (exemple famille des Crassulassées, dont le Sedum ou la joubarbe). La plupart des plantes chlorophyliennes de ces régions fonctionnent grâce à la photosynthèse en C4.

• Plantes des régions tempérées

En Europe, cette forêt s'étend de la forêt boréale à la forêt méditerranéenne (entre 40° et 55° nord). Le régime thermique est modéré avec en hiver un peu de gel sur la partie supérieure des sols, et un été modérément chaud. Il existe trois espèces dominantes.

• Plantes des régions froides ou subarctiques

Il existe deux grands types de végétation en milieu polaire et subpolaire incluant la toundra, située entre 55° et 70° nord, une végétation dominée par les herbes et les mousses, souvent associées à divers arbustes. C'est une formation végétale continue et basse avec l'absence d'arbres à cause d'un sol gelé en profondeur en permanence, le pergélisol (température inférieure à 0 °C). L'absence d'arbres est aussi due à un raccourcissement de la période de végétation (l'été ne dure parfois qu'un à deux mois) ; et la taïga, une forêt boréale de grands conifères, typique de la Sibérie et du Canada. Les hivers sont plus longs et plus rigoureux et les mois d'été sont plus chauds (température supérieure à 10 °C). Cela devrait représenter la limite entre la taïga et la toundra. Le sous-bois est constitué de plusieurs conifères à aiguilles et de fougères. Dans l'hémisphère sud, cette formation végétale est plus réduite (dans les îles de l'Antarctique, la toundra en touffes domine la région).

• Plantes des régions polaires
• Plantes des régions de hautes montagnes

Types biologiques

La classification des types biologique, selon Christen Christiansen Raunkiær, est une classification écologique, qui classe les plantes selon la manière dont elles protègent leurs bourgeons à la mauvaise saison (froide ou sèche) ; elle distingue cinq groupes ou types biologiques de végétaux :

• phanérophytes : ce sont essentiellement les arbres, arbustes et arbrisseaux, dont les bourgeons sont situés en haut d'une tige ; les feuilles tombent ou non et les zones les plus sensibles (méristèmes) sont protégées par des structures temporaires de résistance : les bourgeons ;
• chamaephytes : ce sont des plantes basses dont les bourgeons sont proches du sol ; les feuilles tombent ou non, les bourgeons les plus bas bénéficient de la protection de la neige ;
• cryptophytes ou géophytes : ces plantes passent la mauvaise saison protégées dans le sol, la partie aérienne meurt ; ce sont les plantes à bulbe, à rhizome et à tubercule ;
• thérophytes : ce sont les plantes annuelles, qui disparaissent pendant la mauvaise saison et survivent sous la forme de graines ;
• hémicryptophytes : stratégie mixte qui combine celles des géophytes et des chaméphytes ; ce sont souvent des plantes à rosette.

Quelques adaptations des plantes

Les plantes adaptées à la sécheresse

Les plantes vivant dans les milieux où l’eau est une source limitante ont dû développer plusieurs mécanismes afin de limiter leur perte d’eau. Certaines sont en dormance lors de la saison sèche et en germination lors de la saison de pluie, tandis que d’autres perdent une partie de leurs feuilles pendant la saison sèche, conservant ainsi quelques feuilles pour la photosynthèse. Les racines des plantes utilisant des stratégies d’évitement de la sécheresse sont plus profondes et plus épaisses et certaines possèdent des tiges souterraines leur permettant de stocker de la nourriture (principalement les hydrates de carbone) et de l’eau pendant de longues périodes. Leurs feuilles sont souvent épaisses et coriaces et possèdent peu de stomates. Ceux-ci sont habituellement situés sur la face abaxiale (dorsale) de la feuille, ce qui ralentit la vitesse de transpiration. Certaines feuilles possèdent des trichomes laineux réfléchissant ainsi la lumière et empêchant les feuilles de s’échauffer et de perdre leur eau trop vite. Les stomates des plantes adaptées dans les milieux arides ou semi-arides sont souvent dans des cryptes de la surface foliaire, ce qui réduit la vitesse de transpiration^[7].

On appelle xérophytes les plantes capables de vivre et grandir dans des conditions de sécheresse marquée.

Les plantes adaptées au froid et à l'altitude

Les plantes de montagne ont développé plusieurs stratégies face à un milieu où la neige persiste longtemps au sol, où il y a une courte saison végétative, une extrême sécheresse, du vent, de fortes amplitudes thermiques, etc. Le refroidissement ralentit notamment la photosynthèse et la croissance^[8]. Ces plantes, ainsi que ceux vivant dans la toundra, ont alors développé des adaptations afin d’éviter le froid et d’en limiter ses effets. Tout d’abord, certaines sont de petites tailles, leur permettent de profiter de la chaleur à la surface du sol et d’une protection contre le vent par le recouvrement de la neige. D’autres végétaux, dans la toundra notamment, comme le bouleau et le saule, forment une couverture au sol, c’est-à-dire qu’ils poussent à l’horizontale et non à la verticale^[9]. La forme des plantes peut aussi être différente. Un motif en coussinet réduit l’évaporation et emprisonne la chaleur des rayons du soleil. Les feuilles de certaines plantes peuvent être réduites et épaisses et leur surface épaisse et cireuse empêchant la perte d’eau par des vents desséchants. D’autres plantes poussent comme une rosette, un tapis épais ou tout simplement blotties ensemble pour conserver leur chaleur et les aider à croître. Un duvet peut aussi les protéger du froid. Cette pilosité forme un écran qui limite la déshydratation provoquée par les vents et réfléchit une partie des rayonnements solaires en excès. Les plantes adaptées au froid ont habituellement un cycle de reproduction rapide pour contrer le fait que l’été soit court et que l’hiver soit long et un système racinaire peu profond.

Plantes adaptées aux milieux salés

Toute plante qui est en contact avec des concentrations anormalement fortes en sel se nomme halophyte^[10]. Afin de pouvoir survivre dans ces conditions, les racines de ces plantes ont un potentiel osmotique très faible pour pouvoir maintenir un gradient entre la plante et les racines. De plus, le sel peut se concentrer dans les feuilles les plus basses, celles qui tombent avant les autres, ce qui permet d’éviter les effets toxiques du sel. Il peut aussi s’accumuler dans des organes, tels que des glandes à sels ou des vésicules, qui s’occupent de l’excréter.

Un autre type de plante peut se développer dans les milieux salés, il s’agit des glycophytes. Ceux-ci excluent les ions de leurs feuilles et les accumulent dans les racines et les tiges^[11].

Plantes adaptées aux milieux aquatiques

Les hydrophytes représentent le groupe de végétaux vivant entièrement ou partiellement dans l’eau^[11]. L’ensemble de leur appareil végétatif est donc en contact avec l’eau. Comme la concentration du dioxygène dans ce milieu ne se retrouve pas à la même concentration que dans l’air, ces plantes ont développé des stratégies d’acquisitions. Entre autres, elles possèdent des aérenchymes, un tissu parenchymateux (constitué de cellules vivantes) comportant de larges espaces intercellulaires remplis d’air, servant à transporter le dioxygène des parties hors de l’eau vers celles sous l’eau^[12]. De plus, ces plantes absorbent l’eau directement du milieu extérieur grâce à la surface de leur feuille qui n’est pas ou peu cutinisée (substance prévenant les pertes d’eau). Il n’y a alors aucune transpiration effectuée^[11].

Grands types d'organisation

Il existe, selon leur degré de différenciation, quatre grands types d'organisation incluant les thallophytes, plantes vivant en milieux humides, caractérisées par un thalle, appareil végétatif peu différencié en forme de lame - algues ; les bryophytes : ce sont les mousses et les hépatiques, dont l’appareil végétatif commence à se différencier en tige et feuille. Ils constituent une nouvelle étape vers le passage de la vie aquatique à la vie terrestre ; les tracheophyta (anciennement appelées cormophytes ou « végétaux supérieurs ») : ce sont les plantes vasculaires ou plantes à racines (rhizophytes), qui comprennent les ptéridophytes (fougères) et les spermaphytes (plantes à graines). L’appareil végétatif est maintenant bien différencié en racine, tige, feuille et surtout vaisseaux conducteurs de sève (phloème et xylème). C’est grâce à ces vaisseaux conducteurs et à leur port dressé et rigide (par synthèse de la cellulose dans l’espace intercellulaire de ces vaisseaux, pour la construction d’un squelette de bois) que ces plantes sont adaptées au milieu terrestre.

Pathologie végétale

La pathologie végétale étudie les maladies dont souffrent les végétaux.

Notes et références

Voir aussi

Sources

• Référence Tree of Life Web Project : Plantae (en)
• Référence Catalogue of Life : Plantae (en)
• Référence Tela Botanica (La Réunion) : Plantae (fr)
• Référence AlgaeBase : règne Plantae (+ taxinomie) (en)
• Référence Fossilworks Paleobiology Database : Plantae Haeckel 1866 (en)
• Référence ITIS : Plantae (fr) (+ version anglaise (en))
• Référence UICN : taxon Plantae (en)

Articles connexes

• Archaeplastida (classification phylogénétique)
• Classement des cultures par groupes d'usage
• Ernst Haeckel
• Famille botanique
• Liste de plantes, liste de légumes, liste de fruits
• Plantes par nom scientifique, plante utile

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