Bryophytes: caractéristiques générales, phylogénie, classification, reproduction

Les bryophytes ou bryophytes, également appelés mousses, sont de petites plantes non vasculaires qui poussent dans des environnements humides et sur diverses surfaces telles que les roches, le sol, les troncs, entre autres. Quelque 24 000 espèces sont connues et grâce à leur capacité à tolérer de larges plages de températures, elles sont réparties dans les régions arctiques, tropicales et même dans les déserts.

Historiquement, ce groupe a été classé en trois groupes principaux: hépatique, anthocérotes et mousses. À l'heure actuelle, cette classification est considérée comme paraphylétique, car les antocérotes sont davantage liés aux plantes vasculaires qu'au reste des bryophytes.

Les bryophytes, comme les plantes, contiennent une série de pigments tels que la chlorophylle, les carotènes et les xanthophylles. Son cycle de vie comprend un processus de génération en alternance, appelé gamétophyte et sporophyte.

Chaque génération diffère de l'autre en termes de nombre de chromosomes, de forme et de fonction. Ils ont également une reproduction asexuée par des processus de bourgeonnement et de fragmentation.

Grâce à leur sensibilité, les bryophytes sont utiles dans les zones de conservation, car ils servent d'indicateur environnemental de la pollution de l'air.

En raison de leur similarité morphologique, certaines algues ou lichens sont souvent appelées «mousses». De la même manière, les termes "mousse" et "bryophyte" ont été utilisés très vaguement dans la littérature. Strictement parlant, les mousses ou les bryophytes sont un clade qui n'inclut pas les hépatiques et les antóceras.

Caractéristiques générales

Les botanistes divisent leurs organismes d'étude en deux grands groupes de plantes terrestres: les bryophytes ou plantes non vasculaires et les trachéophytes ou plantes vasculaires.

Les bryophytes se caractérisent par des tailles réduites et se développent dans des structures très emballées rappelant un coussin ou un coussin. On les trouve sur divers types de roches et de troncs dans le sol et d'épiphytes dans les arbres des forêts.

Tous les bryophytes sont écologiquement persistants et la phase qui exécute les processus photosynthétiques est le gamétophyte haploïde. La phase sporophyte est diploïde et se développe sous forme de tige sans branches et de sporange terminal. Il se caractérise par une existence éphémère et une vie ancrée dans le gamétophyte pour des raisons nutritionnelles.

Morphologiquement, ses structures peuvent ressembler à celles d’une plante vasculaire. Dans le gamétophyte, on peut distinguer les rhizoïdes et les petites "feuilles" aiguës. Cependant, ils diffèrent d'eux par certaines caractéristiques.

Bien que les bryophytes soient dépourvus de véritables tissus vasculaires responsables du transport des sucres et d'autres nutriments, ils ont des structures homologues appelées hydroïdes. Ces plantes ne forment jamais le xylème, le tissu conducteur lignifié responsable du transport des sels et de l'eau dans les plantes vasculaires.

Habitat

Les bryophytes ont un niveau relativement large de tolérance environnementale. Ils peuvent vivre et prospérer dans des environnements chauds et tempérés, humides ou ombragés. Ils peuvent également être trouvés dans les marais.

Une espèce particulière est le genre Sphagnum ou mousse de tourbe qui couvre 1% de la surface du monde. Parmi ses particularités se trouve la rétention d’immenses quantités d’eau, de 20 à 30 fois son poids.

Phylogénie

La phylogénie des plantes à stomates est divisée en deux grandes branches: l’une mène aux plantes de tiges naissantes - les antérophytes -, tandis que l’autre voie mène à des plantes dotées de systèmes conducteurs extrêmement efficaces.

Ce dernier groupe est appelé hémitrakeofitas et comprend des bryophytes ou des mousses à système de conduction rudimentaire et des trachéophytes, notamment des plantes vasculaires dotées de véritables vaisseaux conducteurs.

Comme la phylogénie des bryophytes a évolué au fil des ans, nous allons en faire une description basée sur un schéma temporel:

Perspective historique

Les trois lignées connues de bryophytes sont les hépatiques, les anthocérotes et les mousses. La relation entre eux est restée inconnue pendant de nombreuses années et était l'une des questions les plus importantes de la biologie évolutive des plantes.

Un grand nombre des hypothèses qui ont été soulevées incluaient différents arrangements de l'arbre, considérant généralement les bryophytes comme un grade des trois lignées monophylétiques mentionnées ci-dessus.

Certains auteurs ont fait valoir que les hépatiques étaient le groupe soeur de l'autre embriofitas, tandis que d'autres ont proposé les anthocérotes en tant que groupe soeur.

Auparavant, les bryophytes étaient considérés comme un seul phylum, situé entre les algues et les plantes vasculaires.

Phylogénies actuelles

La biologie moléculaire et l’existence de programmes informatiques puissants ont révolutionné la reconstruction des phylogénie, permettant ainsi l’analyse d’une quantité considérable de données. Ainsi, les phylogénie obtenues à l'aide de caractères morphologiques peuvent être supportées.

Actuellement, différentes conclusions ont été tirées. Il est maintenant admis que les trois groupes de bryophytes mentionnés comprennent trois lignées distinctes du point de vue de l'évolution.

En utilisant les caractéristiques structurelles du génome et les données de séquence, il a été constaté que les anthocérotes sont les plus proches par rapport aux trachéophytes.

Classification

Les espèces de bryophytes sont classées en trois phyla: Marchantiophyta (hépatiques), Bryophyta (Mousses) et Anthocerotophyta (Anthocérotes). Comme discuté, ils ne forment pas un groupe monophylétique - un groupe qui contient l'ancêtre commun le plus récent et tous ses descendants - ils représentent donc un degré dans l'évolution des embryophytes.

Parmi les trois groupes, nous trouvons la plus grande diversité de mousses, avec plus de 15 000 espèces reconnues jusqu'à présent.

Hépatique

Les hépatiques vivent habituellement dans les régions tropicales d'Amérique. Sa taille est petite, même si certaines espèces peuvent atteindre 30 cm. Le protonema est globuleux, le gamétophyte est un simple thalle ou à chambres à air.

Les "feuilles" sont disposées en trois colonnes et divisées en plus de deux lobes, sans veine moyenne. Ils n'ont pas de stomates et ils ont des organites spéciaux appelés corps oleasos.

Antocérotes

Ils sont caractérisés par un protonema globuleux, la forme du gamétophyte est simple thalle. Ils présentent un plastide et un pirinoiodes.

Les mousses

Les mousses sont un groupe cosmopolite qui est divisé en trois ordres: bryales, sphagnales et andréalés. Le protonema est filamenteux et la disposition des "feuilles" est en spirale et avec la présence d'une veine moyenne. Il ne présente pas d'organites spéciaux.

Contrairement aux groupes précédents, le rhizoïde est brun et composé de plusieurs cellules. Les stomates sont présents dans la capsule de sporophyte, complexe avec un opercule, un teck et un cou.

Reproduction

Les bryophytes ont un cycle de vie qui implique deux générations: le gamétophyte et le sporophyte. La première cellule du gamétophyte est la spore qui, lors de la germination, se transforme en une structure filamenteuse, laminaire et globuleuse, entre autres appelée protonème.

Le protonema

Le protonème est fixé au sol par des appendices dépourvus de chlorophylle appelés rhizoïdes. Le protonema est à l'origine d'un foyer qui, à son tour, crée un gamétophyte complexe.

Cette structure est la phase haploïde du cycle de vie et se caractérise par son petit thalle aplati ou folié. Dans certains cas, il ressemble morphologiquement à une algue filamenteuse.

Dans le premier cas, le thalle est un ruban à lobes qui se ramifie en deux et utilise les rhizoïdes pour s’ancrer au substrat. En revanche, si le thalle est foliacé, la structure consiste en un axe qui ressemble à une tige et dont les feuilles naissent. Comme dans les formes aplaties, les pétales de foliose sont fixés au substrat au moyen de rhizoïdes.

Bien que certaines structures ressemblent aux tiges, aux feuilles et aux racines des plantes vasculaires, chez les bryophytes, il n'y a pas de vaisseaux et ces organes sont plus simples.

Une autre différence est liée à la dotation chromosomique, le gamétophyte est haploïde tandis que dans les plantes, les feuilles, les racines et d’autres sont diploïdes.

Le gamétophyte

Le gamétophyte produit des structures de manière asexuée, même s'il possède également des organes sexuels. La reproduction asexuée se produit au moyen de boutons ou de fragments du thalle. Si ces structures sont situées dans des régions où les conditions environnementales sont favorables, elles pourront développer un protonema et un nouveau gamétophyte.

De la même manière, les organes sexuels sont appelés archegonia (organe de la femme sous forme de bouteille) et antéridies (organes mâles globuleux) et peuvent être localisés différemment.

Dans les gamétophytes taloïdes, les organes sexuels se trouvent à l'intérieur de la plante. Certains bryophytes peuvent être monoïques et d'autres peuvent être dioïques.

Les organes sexuels masculins produisent un type cellulaire à deux flagelles appelées antérozoïdes. La présence d'eau est essentielle à la fécondation, car les spermatozoïdes peuvent utiliser leurs flagelles pour nager sur de courtes distances. C'est comment la reproduction sexuelle se produit.

Le sporophyte

Au fur et à mesure que l'oosphère se développe, les cellules situées dans le col de l'archegonium disparaissent et son contenu est libéré par la rupture de l'apex. Les antérozoïdes sont expulsés et un seul d'entre eux peut ouvrir le couvercle de l'oosphère. À ce stade, la première structure diploïde est formée: le sporophyte.

Le sporophyte se développe par division cellulaire jusqu'à ce qu'un pied se forme et que les autres cellules forment les organes des sporophytes. Les cellules du ventre de l'archegonium donnent naissance à une structure appelée caliptra.

Comparé au gamétophyte, le sporophyte est de courte durée et sa structure n’est pas aussi intéressante et attrayante que celle du gamétophyte.

Le cycle de vie décrit précédemment est assez similaire dans les trois groupes de bryophytes, à l'exception du fait que certaines structures varient dans leur morphologie et leur disposition.