ANTHOCERA: CARACTÉRISTIQUES, CYCLE DE VIE, REPRODUCTION ET EXEMPLES - LA BIOLOGIE - 2024

Les hornworts (Anthocerotophyta) sont un groupe de plantes non vasculaires qui constituent l'un des membres les plus primitifs des embryophytes. Initialement catalogués comme bryophytes, leur relation génétique et structurelle avec les plantes supérieures a maintenant été déterminée.

Des recherches récentes sur la phylogénie moléculaire des anthocères ont permis de déterminer qu'ils constituent une étape évolutive pour les plantes terrestres. Cependant, la disposition évolutive du groupe est en discussion, malgré le fait qu'ils partagent un ascendant commun avec les trachéophytes.

Anthoceros sp. Source: Bramadi Arya

La plupart des groupes taxonomiques qui constituent les hornworts sont situés dans le monde principalement dans les climats tropicaux. L'habitat idéal pour ces plantes sont les environnements aquatiques, ainsi que les environnements ombragés et humides.

Le groupe Anthocerotophyta est composé d'environ 100 à 150 espèces de 5 genres reconnus. Ce sont des plantes productives qui ont la capacité de se reproduire et d'obtenir de l'humidité et des nutriments à partir de la rosée et des précipitations.

Ce sont des colonisateurs efficaces des surfaces rocheuses et des sols humides pauvres en nutriments, ce qui favorise leur développement dans les endroits sauvages. Ils exercent une fonction écologique importante en tant que protecteurs des sols, fixateurs de nutriments, maintien de l'humidité et restauration de la biodiversité.

Caractéristiques générales

Morphologie

Il présente un thalle multicouche avec une structure dorsiventrale aplatie, formant généralement des rosettes aux bords ondulés ou sinueux de 3 à 10 cm de diamètre. Les cellules du thalle contiennent un gros chloroplaste unique en forme de disque et des pyrénoïdes entourant un chloroplaste discoïdal.

Phaeoceros carolinianus. Source: HermannSchachner

Les thalles sont constitués de cellules à paroi cellulaire mince, ils sont attachés au substrat par des rhizoïdes unicellulaires. L'épiderme du thalle a quelques pores ou stomates formés par deux cellules occlusives réniformes, en plus il n'a pas d'écailles ventrales.

Les organes sexuels - antéridies et archégones - se développent dans les cryptes ou les pores du thalle. Les sporophytes présentent des stomates avec des cellules occlusives et effectuent le processus photosynthétique en raison de la présence de chloroplastes.

Le pied du sporophyte a un aspect tubéreux avec une capsule terminale en forme de corne, également dépourvue de seta. Les anthocères entretiennent une relation symbiotique avec certaines cyanobactéries du genre Nostoc, qui subsistent sur les cavités mucilagineuses du thalle.

Les sporophytes maintiennent une croissance continue et une production soutenue de spores associées à des pseudo-élatères ou des cellules hygroscopiques stériles. Les capsules présentent une croissance progressive due à la présence du méristème intercalaire situé entre la capsule et le stipe.

Habitat et répartition

Les anthocérotophytes se trouvent dans les environnements humides et ombragés des régions subtropicales et tropicales du monde entier. Ils sont communs dans les zones montagneuses, les ravins humides, les berges des rivières, les sources d'eau et les terres marécageuses; ils sont cosmopolites.

Ils s'adaptent aux conditions de climats chauds avec une humidité relative élevée, ils ne supportent pas le froid intense ou le gel. Associés aux sources d'eau, ils résistent à de courtes périodes de sécheresse, reprenant leur activité métabolique lorsqu'ils sont mouillés.

Taxonomie

• Royaume: Plantae
• Division: Anthocerotophyta ou Anthocerophyta

Classe: Leiosporocerotopsida Stotl. & Crand. -Stotl., 2005.

Organismes photosynthétiques, avec un large thalle vert et des cellules avec des chloroplastes et des organites de stockage d'amidon ou pyrénoïdes. Ils sont caractérisés par le développement de nombreux sporanges avec des chloroplastes et des stomates. Il est composé d'une seule commande et d'une seule famille.

• Ordre: Leiosporocerotales. Hässel, 1988.
  • Famille: Leiosporocerotaceae. Hässel, 1986.

Classe: Anthocerotopsida de Bary ex Jancz., 1957.

Les individus de cette classe se caractérisent par de nombreux pores qu'ils utilisent pour stocker des substances de réserve. La plupart des cellules ont des chloroplastes; les anthocères de cette classe sont associés en symbiose avec des cyanobactéries du genre Nostoc.

Cette classe est classée en trois sous-classes et quatre ordres: Anthocerotidae (Anthocerotales), Notothyladidae (Notothyladales), Dendrocerotidae (Phymatocerotales et Dendrocerotales).

• Sous-classe: Anthocerotidae Rosenv., 1958.
  • Ordre: Anthocerotales Limpricht à Cohn, 1877.
    • Famille: Anthocerotaceae (Gray) Dumort., 1829.
• Sous-classe: Notothyladidae RJ Duff, JC Villarreal, Cargill & R., 2007.
  • Commande: Notothyladales Hyvönen & Piippo, 1993.
• Sous-classe Dendrocerotidae RJ Duff, JC Villarreal, Cargill & R., 2007.
  • Commandez Phymatocerotales RJ Duff, JC Villarreal, Cargill & R., 2007.
  • Commande Dendrocerotales Hässel, 1988.

Dendroceros sp. poussant sur l'écorce d'un arbre. Source: J.Ziffer

Cycle de vie

Les espèces d'Anthocerus -Anthocerotophyta- manifestent deux phases: une gamétophyte et une sporophytique, qui se produisent alternativement dans les plantes supérieures. Les antérocéros ont un cycle de vie haplo-diplobionique et hétéromorphe, où se distinguent un gamétophyte haploïde et un sporophyte diploïde.

Chez les espèces monoïques, les archégones et les anthéridies se développent dans la même plante, mais chez les dioïques, les archégones et les anthéridies, elles se forment dans des plantes différentes.

Sur la surface lobée du gamétophyte, l'archegonie ouverte et les anthéridies sont situées dans des chambres anthéridiennes sous la surface du thalle. Dans l'Anthocerotophyta, il existe deux formes de croissance, une thaloïde et une foliacée.

Les structures thaloïdes sont aplaties avec une zone méristématique qui peut être divisée par mitose créant des branches dichotomiques consécutives. Les structures sexuelles sont situées dans des structures spécialisées ou sur la surface ventrale du thalle.

Des antérozoïdes biflagellés se forment dans les anthéridies et sont transportés dans l'eau. Lorsque l'oosphère est fécondée par un antérozoïde, elle se divise et forme le sporophyte qui donne naissance aux spores par méiose.

Cycle de vie de Phaeoceros. Source: travail dérivé: Smith609 (discussion) Hornwort_life_cicle_svg_diagram.svg: Mariana Ruiz utilisateur: LadyofHats

Après la fécondation, les sporophytes contenant les spores se développent à partir de l'archegonium. Chez les hornworts, le sporophyte produit de nombreuses spores qui sont libérées lorsque la structure s'ouvre au fur et à mesure de sa croissance.

Dans le sporophyte, des structures spécialisées appelées pseudo-élatères sont localisées, ce qui facilite la dispersion des spores. Une fois que les spores germinales sont dispersées, elles se déposent dans un substrat nutritif où elles se transforment en nouvelles plantes anthocères.

la reproduction

Les calaos sont des plantes non vasculaires qui se propagent par reproduction sexuée et asexuée. En effet, les vers à cornes alternent leur cycle de vie entre une phase gamétophyte et une phase sporophytique.

Reproduction sexuée

Dans la reproduction sexuée, les spores sont formées par la méiose à partir de cellules haploïdes qui sont libérées pour se déposer sur le substrat. Le thalle dominant et permanent se développe à partir des spores tout au long de la génération gamétophytique.

Le thalle est caractérisé par sa forme irrégulière et ondulée, dépourvue de tissus conducteurs tels que le phloème et le xylème. Sur la face ventrale, les rhizomes le maintiennent au substrat, sur le dos il présente des pores où se développent les organes sexuels.

Les anthéridies restent exposées à la surface à travers l'apex de l'antérozoïde flagellé. Mais l'archegonium reste dans le pore qui contient l'ovule.

La fécondation se produit grâce à l'intervention de l'eau qui transporte les antérozoïdes jusqu'à l'archegonium où se trouve l'ovule. Au cours de la deuxième génération sporophyte haploïde, les sporanges poussent en forme de corne sur le thalle d'où ils se nourrissent et se fixent.

Ces sporanges contiennent des stomates similaires aux plantes supérieures, et contrairement aux hépatiques, ils n'ont ni champignons ni carpophores. Les calaos se caractérisent par une croissance ininterrompue; le sporange se développe activement si les conditions environnementales le permettent.

Anthocéros montrant un thalle gamétophyte avec de nombreux sporophytes. Source: Jason Hollinger

Les spores se développent à l'intérieur de la capsule, lorsque les capsules mûrissent, elles s'ouvrent en fonction des conditions environnementales. Les spores matures sont libérées et diffusées grâce à l'intervention du vent et de la pluie jusqu'à ce qu'elles soient ancrées dans un substrat.

Reproduction asexuée

La reproduction asexuée se produit par mitose lorsqu'une partie du thalle se détache et reproduit une plante semblable à son parent.

Exemples

Anthoceros sp.

Un genre de la famille des Anthocerotaceae comprenant 118 espèces identifiées et 57 en cours d'approbation. Ils se caractérisent par la forme particulière du sporange et la couleur brun foncé ou noire des spores.

Le mot Anthocero vient étymologiquement du grec «ανθος» (anthos) fleur et de «κηρας» (keras) corne. Il a une distribution mondiale.

Anthoceros agrestis

C'est une corne dite "corne des champs" qui a la particularité de présenter le composé acide cinnamique 4-hydroxylase. L'acide cinnamique 4-hydroxylase est l'une des premières mono-oxygénases et hydroxylases du cytochrome P ^450, fréquentes chez les plantes supérieures.

Anthoceros agrestis. Source: BerndH

Folioceros sp.

Un genre végétal non vasculaire appartenant à la famille des Anthocerotaceae, comprenant 38 espèces identifiées et 21 espèces reconnues. Ils sont situés dans les régions tropicales et subtropicales du continent asiatique, sur des roches humides, des sources d'eau et des champs en jachère.

Le thalle gamétophytique a de petites branches pennées vert jaunâtre, nettes et transparentes. Les très petites plantes mesurent 3 cm de long sur 1 cm de large; ils sont dioïques ou monoïques.

Leiosporoceros dussii

C'est la seule espèce du genre Leiosporoceros de la famille des Leiosporocerotaceae, morphologiquement et génétiquement différente des autres membres du groupe Anthocerotophyta. Ils se caractérisent par la production de minuscules spores et le maintien des cyanobactéries en symbiose dans leurs canaux schizogéniques orientés longitudinalement.

Nothoceros sp.

Un genre de hornworts de la famille des Dendrocerotaceae situé dans la zone néotropicale et l'est de l'Amérique du Nord, l'Amérique du Sud et la Nouvelle-Zélande. C'est un genre de plantes non vasculaires qui comprend 16 espèces décrites dont seulement 8 ont été acceptées.

Phymatoceros sp.

Phymatoceros est le seul genre de la famille des Phymatocerotaceae qui comprend deux espèces connues. Ce sont des espèces dioïques qui ont un thalle lisse, bouclé et stipulé, et se développent dans des sols calcaires et humides.

Références

1. Anthocerotaceae (2017) Wikipédia, l'encyclopédie gratuite. Récupéré sur: es.wikipedia.org
2. Antocerotas (2018) Biodiversité et taxonomie des plantes cryptogamiques. Université Complutense de Madrid. Récupéré à: escala.bio.ucm.es
3. Delgadillo-Moya, C., & Juárez-Martínez, C. (2014) Biodiversity of Anthocerotophyta and Marchantiophyta in Mexico. Journal mexicain de la biodiversité, 85, 106-109.
4. Gómez Agudelo, S. (2014). Cycle de vie, caractéristiques et reproduction d'Anthoceros (Anthocerotophyta). Récupéré sur: Naturaleza.paradais-sphynx.com
5. Contributeurs Wikipedia (2018) Hornwort. Dans Wikipedia, The Free Encyclopedia. Récupéré sur: es.wikipedia.org