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Les Orchidées dans l'évolution

par Guy DURRIEU

Professeur émérite de l'Université Paul Sabatier de Toulouse

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7 - Le Gingko

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Le Permien voit l’apparition et la diversification des Gymnospermes. Le Gingko paraît être l’un des plus proches descendants des Ptéridospermes. Ses ovules, nus, sont simplement portés par deux à l’extrémité d’un pédoncule semblable au pétiole des feuilles.

Gingko
Permien 280 millions - Gingko

S’il y avait de nombreuses espèces de Gingko à cette époque, il ne nous en reste plus qu’une seule aujourd’hui. Presqu’entièrement disparu à l’état naturel mais très répandu en culture, c’est un véritable fossile vivant.

 

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8 - Le Cycas

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Un autre groupe très primitif est celui des Cycas. Petits arbres ressemblant à des palmiers, vivant dans diverses régions tropicales. On peut les comparer à des Ptéridospermes dont les ovules sont portés par un bouquet de feuilles modifiées.

Cycas
Permien 290 millions - Cycas

Cycas et Gingko ne produisent pas de véritables graines. Fécondés, les ovules tombent sur le sol avant même que la plantule se soit développée. Aussi on considère parfois que ces plantes ne sont pas de véritables Gymnospermes, on parle de Prégymnospermes (Progymnospermes).

 

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9 - Walchia

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Parmi les Gymnospermes du Permien apparaissent aussi des arbres qui, par leurs cônes et leur feuillage, annoncent nos conifères actuels. Tel le Walchia que l’on peut comparer aux Araucarias de l’hémisphère Sud.

Walchia
Permien 290 millions - Les premiers conifères : Walchia
Walchia : à gauche (cônes) : Musée Fleury, Lodève. A droite (feuillage) : Fossil Mall http://www.fossilmall.com

Nous avons ici des plantes qui forment de véritables graines qui mûrissent sur l’arbre.

 

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10 - Les premières Angiospermes

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Pendant longtemps on a cru que les premières Angiospermes n’étaient apparues qu’à la toute fin du Jurassique ou au début du Crétacé. Certains fossiles récemment découverts semblent les faire remonter jusqu’au Trias, il y a plus de 200 millions d’années donc contemporaines des premiers grands reptiles. Le Sanmiguelia montre en effet de véritables carpelles dans lesquels sont enfermés les ovules.

Sanmiguelia
Trias 220 millions - La première Angiosperme connue : Sanmiguelia
Sanmiguelia d’après Cornet (1989) http://bcornet.tripod.com/evtrend/Sanmig2.htm

Ces carpelles possèdent un stigmate sur lequel se déposait le pollen. Celui-ci germe et c’est le tube pollinique qui pénètre dans le carpelle jusqu’aux ovules. Il n’y a plus contact direct entre celui-ci et l’ovule comme c’était le cas chez les plantes précédentes. Mais Sanmiguelia ne peut être rapproché d’aucune Angiosperme actuelle.

Un autre fossile plus jeune de 20 millions d’années (Jurassique) montre aussi une inflorescence femelle portant de nombreux carpelles. Ce Schmeissneria présente une analogie frappante avec certaines Aracées actuelles, tel le Spathiphyllum des fleuristes, même s’il s’agit là aussi d’une plante systématiquement bien différente et qui ne semble pas avoir de descendants actuels.

Schmessneria
Jurassique 200 millions - Schmeissneria
Schmeissneria d’après Xin Wang et al. (2007) http://www.biology-online.org/articles/schmeissneria_missing_link_angiosperms/figures.html
 

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11 - Evolution des Spermaphytes

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Et on est toujours à la recherche du chaînon manquant qui enracinerait les Angiospermes dans un groupe fossile connu.
Un tableau général de l’évolution des Spermaphytes (les plantes à graine) montre que les Angiospermes ont évolué parallèlement à de nombreux groupes de Gymnospermes dont beaucoup ont aujourd’hui entièrement disparu ou sont très réduits.
Mais on ne sait toujours pas dans lequel de ces groupes se situe leur origine.

Spermaphytes
Evolution des Spermaphytes : d’après Gerhar Leubner http://www.seedbiology.de/evolution.asp
 

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12 - Phylogénie des Angiospermes

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Les études de phylogénie sur les Angiospermes, en particulier grâce à la biologie moléculaire, ont montré que la subdivision classique entre Mono et Dicotylédones était très simplificatrice.
En réalité les Monocotylédones, qui renferment les Orchidées, ne représentent qu’un rameau tardivement détaché de l’ensemble des autres Angiospermes. Tout à fait à part de cet ensemble, le genre Amborella, plante de Nouvelle Calédonie, est le dernier représentant vivant des Angiospermes les plus primitives.
Se détachent ensuite de l’arbre deux ensembles de familles possédant des caractères relativement primitifs, les Paléoherbes (Pipéracées, Nymphéacées…) et les Magnoliidées (Magnolia, Laurier…).
Monocotylédones et le reste des Dicotylédones constituent l’aboutissement actuel de l’évolution.

Phylogénie des Angiospermes
 

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13 - Amborella

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Cet arbuste endémique de la Nouvelle Calédonie est l’Angiosperme actuelle la plus proche des ancêtres de ces plantes. Il se trouve sur un rameau qui s’est séparé des autres Angiospermes il y a 135 millions d’années.
La fleur femelle (fig gauche) possède des carpelles indépendants, imparfaitement fermés. Leur stigmate est foliacé. Les fleurs mâles (fig droite) ont des étamines aplaties (rappel d’une feuille ancestrale) bordées par les sacs polliniques.
Cette plante n’a aucun proche parent dans la nature actuelle.

Amborella
Amborella : Sources photos
A gauche : http://labb.vgy.se/~projekt08/evolution/webbtexter2/amborella.html
A droite : http://en.wikipedia.org/wiki/File:Amborella_trichopoda_(3065968016)_fragment.jpg (modifié)
 
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