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Les fleurs / plantes à fleurs sont-elles vitales pour toute vie sur Terre ?

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Pas un étudiant en biologie alors pardonnez-moi si c'est une question très basique. Les plantes à fleurs (angiospermes) sont-elles vitales pour toute (ou la plupart) la vie sur Terre ?

En d'autres termes, si les plantes à fleurs disparaissaient, est-ce que toute (ou la plupart) de la vie sur cette planète disparaîtrait en conséquence ?

Pour donner un peu plus de contexte, je discute avec un ami qui prétend (d'un point de vue biblique) que sans les plantes à fleurs, la vie ne pourrait pas exister.


Les angiospermes - c'est-à-dire les plantes à fleurs - n'ont évolué que relativement récemment sur une échelle de temps évolutive, il y a environ 125 millions d'années. Ainsi, pendant la majeure partie de l'histoire de la vie sur terre, il n'y a pas eu de plantes à fleurs. Ainsi, il semble hautement probable que si les angiospermes disparaissaient soudainement, la vie sur terre continuerait. Il pourrait y avoir une perturbation massive des communautés terrestres actuelles, mais il est difficile d'imaginer que cela entraîne une extinction mondiale totale. En particulier, il semble peu probable que les communautés océaniques soient minées par la perte de plantes à fleurs.


Plante à fleurs

Les plantes à fleurs, aussi connu sous le nom Angiospermes ( / ˌ æ n dʒ i oʊ ˈ s p ɜːr m iː / ), [5] [6] ou Magnoliophytes ( / m æ ɡ ˌ n oʊ li ˈ ɒ f ɪ t ə , - oʊ f aɪ t ə / ), [7] constituent le groupe de plantes terrestres le plus diversifié, avec 64 ordres, 416 familles, environ 13 000 genres connus et 300 000 espèces connues. [8] Comme les gymnospermes, les angiospermes sont des plantes productrices de graines. Ils se distinguent des gymnospermes par des caractéristiques telles que les fleurs, l'endosperme dans leurs graines et la production de fruits contenant les graines. Étymologiquement, "angiosperme" signifie littéralement une plante qui produit des graines dans un enclos, c'est-à-dire une plante à fruits. Le terme vient des mots grecs angeion (« cas ») et sperme ('la graine').

  • clades
  • Anthophyte Cronquist[2]
  • Angiospermes Lindl.
  • Magnoliophyte Cronquist, Takht. & W.Zimm.[3]
  • Magnolicae Takht.[4]

Les ancêtres des plantes à fleurs ont divergé de l'ancêtre commun de tous les gymnospermes vivants au Carbonifère, il y a plus de 300 millions d'années, [9] avec le premier enregistrement de pollen d'angiospermes apparaissant il y a environ 134 millions d'années. Les premiers vestiges de plantes à fleurs sont connus il y a 125 millions d'années. Ils se sont largement diversifiés au cours du Crétacé inférieur, se sont répandus il y a 120 millions d'années et ont remplacé les conifères comme arbres dominants il y a 60 à 100 millions d'années.


L'origine des fleurs : l'ADN d'une plante à étages donne un aperçu de l'évolution des plantes à fleurs

Le génome nouvellement séquencé de la Amborella plante sera publiée dans la revue Science le 20 décembre 2013. La séquence du génome apporte un éclairage nouveau sur un événement majeur de l'histoire de la vie sur Terre : l'origine des plantes à fleurs, dont toutes les principales espèces vivrières. Crédit : Sangtae Kim

Le génome nouvellement séquencé de la Amborella plante aborde le « mystère abominable » de Darwin – la question de savoir pourquoi les fleurs ont soudainement proliféré sur Terre il y a des millions d'années. La séquence du génome jette un nouvel éclairage sur un événement majeur de l'histoire de la vie sur Terre : l'origine des plantes à fleurs, dont toutes les principales espèces de cultures vivrières. Le 20 décembre 2013, un article du Amborella Le projet de séquençage du génome qui comprend une description complète des analyses effectuées par le projet, ainsi que les implications pour la recherche sur les plantes à fleurs, sera publié dans la revue Science. L'article fait partie de trois sur différents domaines de recherche liés à la Amborella génome qui sera publié dans le même numéro de la revue.

Amborella (Amborella trichopode) est unique en tant que seul survivant d'une ancienne lignée évolutive qui remonte au dernier ancêtre commun de toutes les plantes à fleurs. La plante est un petit arbre de sous-bois que l'on ne trouve que sur l'île principale de Nouvelle-Calédonie dans le Pacifique Sud. Un effort pour déchiffrer Amborella génome—dirigé par des scientifiques de la Penn State University, de l'Université de Buffalo, de l'Université de Floride, de l'Université de Géorgie et de l'Université de Californie-Riverside—découvre des preuves des processus évolutifs qui ont ouvert la voie à l'étonnante diversité du plus de 300 000 espèces de plantes à fleurs que nous apprécions aujourd'hui.

Ce patrimoine unique donne Amborella un rôle particulier dans l'étude des plantes à fleurs. « De la même manière que la séquence du génome de l'ornithorynque - un survivant d'une ancienne lignée - peut nous aider à étudier l'évolution de tous les mammifères, la séquence du génome de Amborella peut nous aider à en apprendre davantage sur l'évolution de toutes les fleurs », a déclaré Victor Albert de l'Université de Buffalo.

Les scientifiques qui ont séquencé le Amborella génome disent qu'il fournit des preuves concluantes que l'ancêtre de toutes les plantes à fleurs, y compris Amborella, a évolué à la suite d'un « événement de doublement du génome » qui s'est produit il y a environ 200 millions d'années. Certains gènes dupliqués ont été perdus au fil du temps, mais d'autres ont assumé de nouvelles fonctions, notamment des contributions au développement des organes floraux.

Le génome nouvellement séquencé de la Amborella plante sera publiée dans la revue Science le 20 décembre 2013. La séquence du génome apporte un éclairage nouveau sur un événement majeur de l'histoire de la vie sur Terre : l'origine des plantes à fleurs, dont toutes les principales espèces vivrières. Crédit : Sangtae Kim

"Le doublement du génome peut donc offrir une explication au "mystère abominable" de Darwin - la prolifération apparemment abrupte de nouvelles espèces de plantes à fleurs dans les archives fossiles datant de la période du Crétacé", a déclaré Claude dePamphilis de la Penn State University. "Des générations de scientifiques ont travaillé pour résoudre ce casse-tête", a-t-il ajouté.

Des analyses comparatives de la Amborella génome offrent déjà aux scientifiques une nouvelle perspective sur les origines génétiques de traits importants dans toutes les plantes à fleurs, y compris toutes les principales espèces de cultures vivrières. "En raison de Amborellala position phylogénétique pivot de , c'est un génome évolutif de référence qui nous permet de mieux comprendre les changements génomiques dans les plantes à fleurs qui ont évolué plus tard, y compris l'évolution du génome de nos nombreuses plantes cultivées - par conséquent, il sera essentiel pour l'amélioration des cultures », a souligné Doug Soltis de l'Université de Floride.

Comme autre exemple de la valeur de la Amborella génome, Joshua Der à Penn State a noté "Nous estimons qu'au moins 14 000 gènes codant pour les protéines existaient dans le dernier ancêtre commun de toutes les plantes à fleurs. Beaucoup de ces gènes sont uniques aux plantes à fleurs, et beaucoup sont connus pour être importants pour produire le fleur ainsi que d'autres structures et autres processus spécifiques aux plantes à fleurs."

"Ce travail fournit le premier aperçu mondial de la façon dont les plantes à fleurs sont génétiquement différentes de toutes les autres plantes sur Terre", a déclaré Brad Barbazuk de l'Université de Floride, "et il fournit de nouveaux indices sur la façon dont les plantes à graines sont génétiquement différentes des non-plantes. plantes à graines."

Jim Leebens-Mack de l'UGA a noté que « le Amborella la séquence du génome a facilité la reconstruction de l'ordre des gènes ancestral dans les « eudicots de base », un groupe énorme qui comprend environ 75 % de tous les angiospermes. Ce groupe comprend les tomates, les pommes et les légumineuses, ainsi que les arbres à bois tels que le chêne et le peuplier. Amborella Le génome a permis aux chercheurs d'estimer l'ordre linéaire des gènes dans un génome d'eudicot ancestral et de déduire des changements spécifiques à la lignée qui se sont produits au cours de 120 millions d'années d'évolution dans le noyau d'eudicot.

Le génome nouvellement séquencé de la Amborella plante sera publiée dans la revue Science le 20 décembre 2013. La séquence du génome apporte un éclairage nouveau sur un événement majeur de l'histoire de la vie sur Terre : l'origine des plantes à fleurs, dont toutes les principales espèces vivrières. Crédit : Sangtae Kim

À la fois, Amborella semble avoir acquis des caractéristiques génomiques inhabituelles puisqu'il s'est séparé du reste de l'arbre de vie de la plante à fleurs. Par exemple, les séquences d'ADN qui peuvent changer de localisation ou se multiplier au sein du génome (éléments transposables) semblent s'être stabilisées dans le Amborella génome. La plupart des plantes montrent des signes d'explosions récentes de cette activité d'ADN mobile, "Mais Amborella est unique en ce sens qu'il ne semble pas avoir acquis beaucoup de nouvelles séquences mobiles au cours des derniers millions d'années », a déclaré Sue Wessler de l'Université de Californie-Riverside. « L'insertion de certains éléments transposables peut affecter l'expression et la fonction de protéines codant gènes, de sorte que la cessation de l'activité de l'ADN mobile peut avoir ralenti le taux d'évolution de la structure du génome et de la fonction des gènes. »

Outre son utilité dans les études rétrospectives de l'évolution des plantes à fleurs, la Amborella la séquence du génome offre un aperçu de l'histoire et de la conservation des Amborella populations. Il n'existe que 18 populations connues de cet angiosperme très particulier dans les régions montagneuses de Nouvelle-Calédonie.

"Reséquençage de l'individu Amborella les plantes à travers l'aire de répartition de l'espèce révèlent une structure géographique avec des implications pour la conservation ainsi que des preuves d'un goulot d'étranglement génétique récent et majeur », a noté Pam Soltis de l'Université de Floride. Un rétrécissement similaire de la variation génétique s'est produit lorsque les humains ont migré d'Afrique pour fonder l'Eurasie moderne populations.

"Le génome d'Amborella et l'évolution des plantes à fleurs", Science, 2013.

En plus de l'article sur la séquence du génome nucléaire, deux autres articles paraissent dans ce même numéro : un qui rapporte la séquence complète du génome mitochondrial d'Amborella, qui contient de grandes quantités d'ADN étranger résultant d'un transfert horizontal (Rice et al. 2013) et un autre qui décrit le nouvel assemblage et la validation du génome nucléaire en utilisant une combinaison d'approches qui peuvent être appliquées à d'autres génomes complexes d'espèces non modèles (Chamala et al. 2013).


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Mais cette quantité et cette diversité impressionnantes ont fait de leur avenir un défi coûteux. Sur les quelque 200 espèces d'orchidées originaires d'Amérique du Nord, plus de la moitié sont menacées ou en voie de disparition dans une partie de leur aire de répartition.

Plusieurs efforts de recherche ont vu le jour aux États-Unis pour mieux comprendre les orchidées d'Amérique du Nord, le plus important d'entre eux étant une collaboration nationale dirigée par Whigham. Pour créer une banque de recherche unifiée, il a lancé en 2012 un effort conjoint entre la Smithsonian Institution et le Jardin botanique des États-Unis appelé le North American Orchid Conservation Center. Le centre travaille avec plus de 50 groupes et des dizaines de bénévoles pour collecter des échantillons de toutes les espèces d'orchidées indigènes aux États-Unis et au Canada. Chaque échantillon permet aux chercheurs de mieux comprendre comment les plantes germent et se reproduisent.

En ce jour de printemps couvert, les chasseurs d'orchidées font un pas de plus vers la résolution de ces mystères biologiques. Après une exposition de substrat rocheux, sous un enchevêtrement de broussailles sur le flanc de la falaise au-dessus d'eux, ils trouvent ce qu'ils cherchaient : les délicates fleurs de la Cypripedium candidum.

« On sait si peu de choses sur de nombreuses orchidées », dit Whigham. "Très peu d'entre eux ont été étudiés en détail par quiconque." Le centre vise à combler cette lacune en matière de recherche et, ce faisant, à aider les scientifiques, qui se donnent beaucoup de mal pour étudier cette famille de plantes énigmatique, à conserver et à restaurer les populations d'orchidées en Amérique du Nord.

Pantoufle de fée Orchidée Calypso bulbosa & copie Nirupa Rao

Les orchidées commencent leur vie sous forme de graines si minuscules qu'elles ne peuvent être vues qu'au microscope. Ils ne contiennent aucune nourriture stockée pour alimenter leur croissance. Au lieu de cela, lorsque les graines atterrissent dans le sol ou sur les arbres, elles dépendent d'une série de champignons hôtes à proximité pour fournir les nutriments et autres ressources dont elles ont besoin.

"Vous ne verrez jamais ce champignon à moins que vous ne regardiez les racines [d'orchidée] ou que vous examiniez le sol avec un microscope", explique Melissa McCormick, chercheuse au Smithsonian Environmental Research Center à Edgewater, Maryland. , qui collabore avec Whigham. "Cela signifie que ces orchidées et ces champignons sont très peu étudiés et qu'on en sait peu sur eux."

Cela change, cependant, car les bénévoles collectent des graines, des segments de racines de la plante et une seule feuille d'orchidées indigènes et les envoient au Centre nord-américain de conservation des orchidées. Le tissu foliaire, stocké dans de petites enveloppes de pièces de monnaie, entre dans une banque génétique pour la recherche d'ADN sur les plantes. Les champignons sont extraits des racines des plantes. Le laboratoire cultive le champignon dans des boîtes de Pétri, séquence son ADN et le stocke à long terme dans des tubes à essai.

Les orchidées sont si peu connues. Très peu d'entre eux ont été étudiés en détail.

Le résultat est un nombre croissant d'échantillons provenant des États-Unis et du Canada, suffisamment pour aider les chercheurs à étudier ces interrelations complexes de nouvelles manières et à apprendre à propager des orchidées à l'aide de leurs champignons symbiotiques.

Cette recherche est devenue encore plus importante alors que les orchidées font face à des menaces croissantes. La perte d'habitat, le braconnage et la recherche de nourriture par les cerfs ont réduit le nombre d'orchidées. Certaines espèces, selon Whigham, ne pourraient devenir visibles que dans les jardins botaniques, comme les animaux en voie de disparition que l'on trouve principalement dans les zoos.

Encore moins étudié est la façon dont un changement climatique affectera ces plantes. Un temps plus humide ou plus sec pourrait nuire au champignon dans le sol, dit Whigham, ce qui pourrait altérer la capacité d'une orchidée à germer. Les changements de saisonnalité, ou phénologie, pourraient entraver la capacité des plantes à se reproduire.

La science de la séduction

De nombreuses orchidées parviennent à se reproduire en récompensant les pollinisateurs assoiffés avec du nectar en échange de leurs services de livraison de pollen. Mais environ un tiers des orchidées utilisent des stratégies trompeuses pour attirer les insectes ou les petits oiseaux vers leur fleur. Cette supercherie peut prendre plusieurs formes.

L'orchidée araignée (Brassia caudata), avec ses longs pétales et sépales ressemblant à des membres, se fait passer pour la proie des guêpes chasseuses d'araignées femelles, incitant les insectes à saisir puis à piquer la fleur en forme d'araignée. Avant qu'une tentative infructueuse de prédation ne soit terminée, la guêpe heurte un paquet de pollen qui s'accroche à sa tête.

De nombreuses orchidées parviennent à se reproduire en récompensant les pollinisateurs assoiffés avec du nectar en échange de leurs services de livraison de pollen. Mais environ un tiers des orchidées utilisent des stratégies trompeuses pour attirer les insectes ou les petits oiseaux vers leur fleur. Cette supercherie peut prendre plusieurs formes.

L'orchidée araignée (Brassia caudata), avec ses longs pétales et sépales ressemblant à des membres, se fait passer pour la proie des guêpes chasseuses d'araignées femelles, incitant les insectes à saisir puis à piquer la fleur en forme d'araignée. Avant qu'une tentative infructueuse de prédation ne soit terminée, la guêpe heurte un paquet de pollen qui s'accroche à sa tête.

Certaines orchidées, comme l'orchidée de ruisseau (Epipactis gigantea), utilisent une technique appelée « imitation du site de couvaison » pour inciter les mouches à pondre leurs œufs à l'intérieur de la fleur. L'orchidée de ruisseau produit un parfum qui imite l'odeur du miellat, un liquide produit par les pucerons. Certaines mouches pondent leurs œufs près des nids de pucerons pour donner à leurs petits un repas prêt à l'éclosion. Dans ce cas, le dos de la mouche embobinée écume un peu de pollen à l'intérieur de la fleur lorsque l'insecte sort de la fleur.

Dans une autre stratégie appelée «tromperie alimentaire», la pantoufle de la dame rose (Cypripedium acaule, vu ici) attire une abeille vers une fente dans sa poche à fleurs en excrétant une douce odeur. Pour échapper à la poche, l'abeille doit passer sous le stigmate, un organe reproducteur floral, puis se faufiler à travers l'une des deux ouvertures, chacune avec une cache de pollen au-dessus qui s'accroche au corps de l'abeille lorsqu'elle s'échappe.

Une étude de la première orchidée araignée (Ophrys sphegodes) ont découvert que les températures printanières chaudes peuvent perturber la relation plante-pollinisateur. L'orchidée araignée précoce attire les jeunes abeilles mâles vers ses fleurs en émettant un parfum qui imite la phéromone sexuelle des abeilles femelles. Pour éviter de rivaliser avec les abeilles femelles pour attirer l'attention des mâles, la fleur doit fleurir après que les abeilles mâles sortent de l'hibernation hivernale mais avant que les abeilles femelles ne le fassent. Grâce à l'évolution, ces horaires se sont synchronisés, dit Whigham. "Mais à cause du changement climatique, ils se désynchronisent."

De nombreuses orchidées utilisent des stratégies de pollinisation comme les premières orchidées araignées pour attirer des insectes ou des oiseaux spécifiques avec de fausses promesses de nourriture ou de sexe (voir «La science de la séduction» ci-dessus). Lorsque la tromperie aboutit à une rencontre, le pollinisateur non récompensé est chargé du matériel génétique de l'orchidée, prêt à le déposer lors de la prochaine orchidée qu'il visite. Mais toutes les relations pollinisateurs-orchidées ne sont pas connues.

En 2018, le scientifique de la conservation Peter Houlihan et le photographe Mac Stone ont entrepris d'obtenir la preuve de la façon dont l'orchidée fantôme (Dendrophylax lindenii), l'une des fleurs les plus connues mais impénétrables sur Terre, se reproduit. On a longtemps cru que l'orchidée fantôme était pollinisée par le sphinx géant parce que la trompe de l'insecte, ou langue (qui peut se déployer jusqu'à deux fois la longueur de son corps), est conçue pour siroter le nectar des fleurs à long tube comme l'orchidée fantôme, mais personne n'avait jamais photographié le papillon en action.

Pantoufles Showy Lady Cypripedium reginae & copie Nirupa Rao

En octobre, Stone s'est retrouvé attaché à un cyprès, à 15 mètres dans les airs, vérifiant une caméra à distance dirigée sur la plus grande orchidée fantôme connue, le "super fantôme". Il est situé dans le sanctuaire des marais en tire-bouchon de la National Audubon Society dans les Everglades de Floride. Houlihan, attaché à proximité, fit signe à Stone avec ses mains : & Pouces vers le bas? Stone a-t-il eu le coup ?

Stone a utilisé son téléphone pour prendre une photo de l'écran de l'appareil photo et l'a envoyée à Houlihan, qui a été bouche bée devant ce qu'il a vu. La photo montrait un papillon interagissant avec l'orchidée fantôme. D'autres images montraient d'autres espèces de papillons de nuit. Houlihan a finalement eu la preuve que la théorie de longue date selon laquelle seul le sphinx géant pollinisait l'orchidée fantôme était fausse. La plante ne dépendait pas d'une seule espèce de papillon. Comprendre la biologie reproductive de l'orchidée a peut-être été un effort difficile qui a duré des années, mais préserver le fantôme pourrait être un peu plus facile que quiconque ne l'aurait cru possible.

Les deux ont célébré alors qu'ils étaient attachés à l'arbre. Un article suivi dans la revue La nature. Un autre mystère d'orchidée mis au repos, en quelque sorte. Parce que même si les scientifiques se réjouissaient de savoir que l'avenir de l'orchidée fantôme n'était pas lié à un seul insecte, une foule de nouvelles questions, notamment si le sphinx géant pollinise réellement la fleur ou boit simplement son nectar, se sont déroulées dans son sillage.

Il y a tellement de choses que nous ne savons pas. Mais nous savons que lorsque des orchidées apparaissent, nous faisons quelque chose de bien.

Des scientifiques comme Houlihan ont seulement commencé à démêler l'histoire naturelle de cette vaste famille de plantes. Dans certains cas, ils découvrent à quel point les orchidées peuvent être résistantes.

Sur la côte est du Maryland, McCormick étudie une orchidée si rare qu'on pensait qu'elle avait disparu jusqu'à ce qu'elle soit repérée en 2009 dans la réserve de Nassawango Creek de TNC. La plante (Platanthera x canbyi) est un hybride de deux orchidées considérées comme rares dans l'état : la blanche frangée et la huppée jaune.

Deborah Landau, l'écologiste de TNC qui aide à gérer la propriété, considère la réapparition de l'orchidée comme un signe de la vigueur de la plante. La dernière observation enregistrée de l'orchidée de couleur citron avait eu lieu 18 ans plus tôt, juste après qu'un incendie de forêt ait brûlé le paysage. Il n'y avait eu aucun signe de la plante depuis. Jusqu'à ce que soudainement - après des brûlages contrôlés - la plante a été aperçue en plein essor dans une ancienne plantation de pins à encens qui avait été coupée à blanc puis restaurée dans un état écologique.

"C'est juste fou de penser que ces plantes veulent des facteurs exacts", dit Landau. «Mais nous faisons un feu et boom! Lorsque les bonnes conditions sont réunies, ils reviennent. Cela me donne juste beaucoup d'espoir.

Orchidée araignée Brassia caudata & copie Nirupa Rao

McCormick, avec une boursière postdoctorale dans son laboratoire, Ida Hartvig, étudie les orchidées hybrides de Nassawango Creek et d'autres paysages, y compris la réserve Green Swamp de TNC en Caroline du Nord. Ils analysent, entre autres, comment les hybrides d'orchidées se forment et comment et ce que les hybrides suggèrent sur le développement de nouvelles espèces.

"Si, par exemple, l'hybride utilisait des champignons totalement différents de ceux utilisés par l'une ou l'autre de ses espèces parentes, il pourrait alors pousser dans un endroit très différent", explique McCormick. "Il pourrait se développer en une nouvelle espèce car il n'aurait alors pas la possibilité de rétrocroiser avec l'un ou l'autre des parents."

L'examen des modèles dans les génomes peut aider les chercheurs à déterminer depuis combien de temps les plantes ont commencé à se distinguer en tant que nouvelles espèces. Autrement dit, les scientifiques étudient l'évolution en temps réel pour mieux comprendre la diversité génétique des orchidées et comment les restaurer.

Les orchidées sont rarement intégrées dans les plans de restauration des paysages en raison de la complexité de leurs besoins, explique David Remucal, conservateur des plantes menacées à l'Université du Minnesota. Remucal dirige un effort au Minnesota Landscape Arboretum de l'Université pour échantillonner toutes les orchidées originaires de l'État - un effort de collecte qui partage la matière végétale et collabore avec le North American Orchid Conservation Center.

Mais, soutient Remucal, avec plus de connaissances qui pourraient changer. Il dirige également un effort pour intégrer la pantoufle de la dame blanche dans un projet de restauration des prairies sur la réserve Regal Meadow de TNC dans le Minnesota. Personne n'est certain que cela fonctionnera du premier coup. Remucal se demande si un tel terrain récemment replanté aura les champignons nécessaires pour soutenir les orchidées. Mais c'est un début, dit-il.

Dans le même temps, la particularité des orchidées qui les rend difficiles à restaurer en fait également un signe pour les écologistes comme Landau que d'autres efforts de restauration fonctionnent, dans son cas à la fois à Nassawango Creek et dans la réserve non divulguée de l'ouest du Maryland.

Ce jour de printemps, alors que l'équipe observait et documentait l'état de la pantoufle de la dame blanche, Landau réfléchissait à ce que sa présence signifie pour le paysage lui-même et aux années de travail que son équipe a consacrées à sa protection.

« Il y a tellement de choses que nous ne savons pas », dit Landau. « Mais nous savons que lorsque [les orchidées] se présentent, nous faisons quelque chose de bien. C'est presque tout le contraire d'un canari dans la mine de charbon. Cela nous montre que nous sommes sur la bonne voie d'une très jolie manière.

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Jenny Rogers est écrivain et éditrice pour Conservation de la nature magazine, couvrant les livres, la science et la conservation.


Comment identifier les plantes. Caractéristiques importantes des plantes à fleurs

Les plantes à fleurs (Angiospermes) représentent l'un des plus grands groupes de producteurs primaires. Leur contribution à la production d'oxygène ainsi qu'à l'alimentation des animaux et de l'homme est par conséquent très importante. Toutes les caractéristiques examinées dans ce chapitre se réfèrent aux plantes productrices de graines, également appelées spermatophytes.

En règle générale, les plantes à fleurs sont organisées en une racine souterraine et une pousse au-dessus du sol qui se compose d'une tige et de feuilles. Les organes d'une plante qui servent à la reproduction sexuée sont les fleurs. Une partie de la fleur pollinisée mûrit et devient le fruit.

Contrairement à de nombreux autres groupes de plantes, les plantes à fleurs sont frappantes, nombreuses et communes. Ils constituent le groupe le plus important de ce qu'on appelle les producteurs primaires qui génèrent la condition préalable à la vie sur terre : l'oxygène. Les plantes vertes ont la capacité de convertir l'énergie solaire en énergie chimique (photosynthèse) produisant l'oxygène nécessaire à tous les autres organismes en tant que sous-produit. Les plantes utilisables parmi les plantes à fleurs sont - directement ou indirectement - la base de l'existence humaine, elles sont également un facteur économique important. Une connaissance de base des plantes à fleurs devrait donc faire partie des connaissances générales de chacun.

Beaucoup de choses ont été écrites sur les plantes à fleurs et chaque lecteur de ce chapitre manquera quelque chose qu'il considère comme intéressant de savoir, alors qu'il pourrait trouver d'autres informations triviales. Mais chacun comprendra qu'il est impossible de passer en revue en quelques lignes un thème sur lequel existe une abondante littérature scientifique en partie populaire. Et bien que ce terme puisse parfois être utilisé de manière désobligeante, la plupart de la littérature scientifique populaire est scientifiquement correcte, lucide et, surtout, très bien illustrée.

Pour se faire une idée de la variété des plantes existantes et connaître des espèces particulières, il est nécessaire de les identifier. De nombreux livres sur la classification avec différentes approches existent. Dans de nombreux livres populaires, des photos ou des dessins en couleur sont utilisés et la couleur de la fleur est souvent une caractéristique principale de la reconnaissance. La plupart des ouvrages dits scientifiques sur la classification travaillent sur des clés dichotomiques, c'est-à-dire que l'on pose successivement de nombreuses questions à l'utilisateur et qu'il doit à chacun choisir entre deux réponses. Cette procédure est poursuivie jusqu'à ce que la plante ait été identifiée. Le « caractère scientifique » repose principalement sur l'exhaustivité des variétés présentes dans un livre, puisque presque tous les livres illustrés ne contiennent que les plantes les plus communes ou les plus marquantes.

Récemment, des outils électroniques ont été utilisés pour déterminer les clés d'identification des plantes. Un exemple est le

La recherche sur la flore d'Europe centrale a une tradition qui remonte à plusieurs siècles. Cela se reflète dans les flores et les livres modernes presque complets sur la classification. Incomplets, voire inexistants, sont les livres sur la classification des régions moins bien découvertes, comme les tropiques, les subtropicales et de nombreuses zones de montagne.

La question de l'origine de la richesse des formes (évolution) est discutée ailleurs où l'on montre aussi que les montagnes avec leurs zones assez petites et isolées offrent des conditions idéales pour l'apparition d'espèces nouvelles. C'est la raison pour laquelle même des botanistes très expérimentés dotés d'ouvrages renommés sur la classification de la flore d'Europe centrale échoueront parfois et dans certains endroits (Alpes).

Ce chapitre traitera uniquement des caractéristiques des plantes à fleurs produisant des graines (phanérogames ou spermatophytes). De nombreuses structures présentes dans ce groupe de plantes peuvent également être trouvées avec d'autres plantes non florifères. Mais les mousses, fougères et algues manquent de certaines caractéristiques, comme les fleurs ou les graines tandis que d'autres, comme les racines ou les feuilles existent de manière incomplète ou sont remplacées par d'autres organes.

Le corps végétal des algues multicellulaires (et des mousses) est appelé thalle, celui des plantes à fleurs, des fougères et des plantes ressemblant à des fougères (ptéridophytes) est appelé cormus. Ces derniers se résument donc à des cormophytes. Les particularités des différents groupes de plantes seront discutées plus tard.

Le corps végétal d'une plante à fleurs "typique" se compose d'une racine souterraine et d'une pousse au-dessus du sol. La pousse est organisée en tige et en feuilles. Chacun de ces organes de base peut exister dans de nombreuses variantes et ceux-ci peuvent à nouveau être combinés de nombreuses manières différentes. La capacité presque illimitée de combinaison est l'une des principales raisons de l'existence d'un si grand nombre d'espèces alors qu'en même temps, l'identification des relations d'espèces est aggravée.

Si des organes apparemment différents avec des fonctions différentes peuvent être attribués au même organe de base, ils sont appelés homologues. On parle aussi d'homologie. Le contraste est l'analogie où des organes ayant une apparence et une fonction similaires sont issus de différents organes.


Le transfert de pollen d'une anthère mâle à un stigmate femelle est appelé pollinisation. Si les cellules sexuelles mâles et femelles de la même espèce se réunissent, la fécondation a lieu et les graines sont produites. La pollinisation se produit de diverses manières, comme par le vent ou par les animaux.

QU'EST-CE QUE NECTAR ?

De nombreuses fleurs attirent les animaux pollinisateurs avec un liquide sucré et sucré appelé nectar. Si un animal se nourrit de nectar, il ramasse du pollen et le transporte vers d'autres fleurs sur lesquelles il se pose.

QU'EST-CE QUE LA POLLINISATION ÉOLIENNE?

La pollinisation de certaines fleurs se produit lorsque le pollen est soufflé d'autres fleurs par le vent. Les fleurs pollinisées par les animaux sont fortement parfumées et de couleurs vives, mais les fleurs des plantes pollinisées par le vent, comme les graminées, sont souvent petites, sans pétales.

FERTILISATION

Lorsqu'un grain de pollen se pose sur un stigmate de la même espèce, il pousse un tube dans l'ovule (structure formant des graines). Une cellule sexuelle mâle descend dans le tube pollinique et féconde l'ovule (cellule sexuelle femelle) pour produire un embryon de plante.


CRÉDITS DE PRODUCTION

Raconté par
Liev Schreiber

Producteurs associés
Joey David
Tracey Izatt
Tina Nguyen

Édité par
Rob Tinworth, 10:1 Sdt. Ltd.

Caméra
Marc Knobil
Erich Roland
Mike Coles
Rob Fortunato
Jon Shenk
Dan Krauss

Preneurs de son
Marc Roberts
Robert "Sully" Sullivan
Rick Albright
Doug Dunderdale

Composition musicale
Tay Chee Wei, Declaffer Music Studios Singapour

Conseiller de production, Chine
Diane Xiaoai Zhang

Consultante en animation
Mitch Butler Explique-o-Graphiques

Concepteur et animateur HD
Elena Ho

Coordonnateur d'animations
Freddie Coles

Graphique
Blackmagic Design Singapour

Superviseur en ligne
Dixie Wu-Lim

Éditeur en ligne
Léon Chua

Correction de couleur
Charles Ellis

Installation de mixage audio
YellowBox2 Broadcast & Media (Singapour)

Conception sonore et mixage
Jerry Téo
Joey Lam
Doug Brady

Assistantes de production
Lan Zhang
Qian Wang
Sara Sundquist
Amy Fritz

Rédacteurs adjoints
Cheryl Koh
Spencer Boey

Matériel d'archives
K. Simons et David Dilcher
Papadakis Publisher en collaboration avec Royal Botanic Gardens, Kew, Londres
Archives de l'Arboretum Arnold
Daniel J. Hinkley
Corbis
Syndics de la bibliothèque de l'université de Cambridge
Sciences/AAAS
Le New York Times
Sangtae Kim
Musée d'histoire naturelle Peabody, Université de Yale
La cinémathèque WPA
calendrier hd
Banque d'images Film par Getty Images

Remerciement spécial
Daniel Peppe
Steve McCabe, Arboretum de l'UC Santa Cruz
Anna Quenby
Michael Pollan
Wang pendu
Bo Liu
Yaping Zhu
Paul Shi
Institut de biologie de Chengdu
Préfecture autonome tibétaine d'Aba et Qiang
Préfecture autonome tibétaine de Ganzi
Chin Yen Chong

Pour Bang Singapore Pte. Ltd.

Producteur exécutif
Keiko Hagihara Bang

Exécutif en charge de la production
Bières Susan Jane

Directeur de production
Joseph Sim Boon Siang

Pour Arte France Cellule Découverte et Savoir

Éditeur de mise en service
Hélène Coldefy

Graphiques de la série NOVA
yU + co.

Musique à thème NOVA
Walter Werzowa
John Luker
Musikvergnuegen, Inc.

Musique de thème NOVA supplémentaire
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Éditeur en ligne de post-production
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Sous-titrage
Le centre de sous-titrage

Administrateur NOVA
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Publicité
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Chercheur
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Coordonnateur de production
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Conseiller juridique
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Rédacteur adjoint
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Superviseur de post-production
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Rédacteur en post-production
Rebecca Nieto

Responsable post-production
Nathan Gunner

Producteur superviseur
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Producteur coordonnateur
Laurie Cahalane

Rédacteur scientifique principal
Evan Hadingham

Producteur de séries sénior
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Directeur général
Alan Ritsko

Producteur exécutif principal
Paula S. Apsell

Une production NOVA par Hamilton Land & Cattle, Inc. pour WGBH en association avec la Media Development Authority de Singapour, Bang Singapore Pte. SA et ARTE France.


Les fleurs / plantes à fleurs sont-elles vitales pour toute vie sur Terre ? - La biologie

Qui savait!? Selon un récent titre de communiqué de presse, les plantes sont apparemment venues de l'espace extra-atmosphérique et ont atterri sur Terre. at least if you believe a recent press release from University of Bristol about just published botanical research results by some of their researchers (February 19, 2018). If you then go on to read the research paper, you realize that the study they cite is really about LAND plants colonizing terrestrial areas, which sometimes are called earth, land, soil. any area above water. So this story is not about all plants, it is not about all of planet Earth it is about LAND PLANTS and TERRA FIRMA.

Screenshot of press release from University of Bristol, by BotanicalAccuracy.com (fair use).

This headline conjures up an image of some green plant aliens with seed and spore bomb landing on planet Earth 100 million years earlier than some unspecificed time.

Let's dig a little deeper in the press release.

INCORRECT. What is a plant? Is a plant just land plants? If so, then what are green algae? Again, what the authors mean here are land plants, not all plants. Land plants are green organisms that we find in terrestrial environments, from tiny mosses to giant Sequoias (not counting some terrestrial green algae). Some green algae (streptophytes) are more closely related to land plants than to other green algae (chlorophytes, yes, biological reality is complicated).

The ancestors to land plants were ancient green algae from the streptophyte group, and green algae still live mostly in aquatic environments, both in seawater and freshwater. If you agree that we should classify life on Earth in groups that reflect their evolutionary relationships, then organisms from the red algae + green algae + land plants form a solid, good group for classification, simply called the Plants or Plantae (see the evolutionary tree below).

How plants have evolved. a little simplified, but rather scientifically correct.
by Maulucioni - Own work, CC BY-SA 4.0, Source
However, an alternative explanation to this mistake in this press release is that the writers of this press release still followed the old 5-kingdom classification of life. This system has been shown over and over to not be correct evolutionarily, and therefore has been abandoned by modern researchers and taxonomists. The earlier system included ANIMALS, FUNGI, PLANTS, ALGAE, PROTISTS for the eukaryotes - and the Algae group has been shown to be a messy grab-bag of unrelated groups. If this is what happened, then it is time for a knowledge update for these scientists and the public - new information is always interesting and fun and fascinating, and science is about progress and increased knowledge and changes based on new data, so there is no excuse to hold on to old hypotheses and systems.
Teaching the public about new taxonomic results and changes, including the difference (and similarites) between the closely related fungi and animals, or, explaining that the old groups 'Protists' and 'Algae' are a mish-mash grab bag of unrelated organisms that should not be classified together, is what scientists and journalist should do - it should be part of our job descriptions and job expectations. There is no need and no excuse to hold on to outdated information if you care about scientific accuracy. There is also no way we as individuals can keep ourselves updated on all new information that is coming out of science on a daily basis that is why we turn to experts for fact checking and updates. Change, corrections, and updates should be welcome in science, and it is part of the scientific process and its progress.

WELL. So, what are the oldest plant fossils? Again, that depends on your definition of plants. The oldest terre plant fossils are about 420 million years old, but there are possible red algae fossils from 1.6 billion years ago and also from 1.2 billion years ago. There are plenty of additional algal fossils from more than 500 years ago. So, again, speaking about land plants, versus plants, make a big difference.

CORRECT, BUT. (note how the land plants finally enter the story). Ancestors, evolutionary speaking, is not just one organism at one time. Ancestors and their extinct species and populations are lining up as a string of organismal pearls back into the distant, forgotten past. And if we continue to follow the ancestral lineages back in time for plants, it ends up at the common ancestor of all living things, common to bacteria to humans, to wolves, sea cucumbers and molds, and for magnolias and mosses and moths. Les commun ancestor for land plants only, that is different, that is the ancestral (and extinct) organism that is the closest ancestor to the now living land plants.

HOW TO FIX? To fix the problems in this press release would be really easy, and here is my suggestion (new or changed words in red and bold):

It would also have been nice if scientific names would have been italicized in the press release, as is custom in biology. (See this previous blog post)

WHY CARE? When science is communicated to the public, it is not only important that it is correct, but also that it is understandable by a broad audience. Clearly defined words and simplicity is necessary, but it absolutely needs to be correct. Otherwise it turns into botanical fake news that mislead the public and upset scientists. To assume that people only think about land plants when you use the word 'plants' assumes that the public does not know about green algae in oceans or in lakes, you ignore current scientific data, and it also shows that you as a scientist or journalist do not care about the details that build the real story.

As scientists, we often get frustrated when there are factual inaccuracies in how our research results and scientific facts are portrayed by non-scientists. In this case though, it was the home institution of the research team that introduced these mistakes and inaccuracies in their own press release, and then, assuming it was of course correct, it was picked up by news media. This is highly unusual. More often it is a journalist without much scientific knowledge that introduces errors or simplifies too much from a press release that was accurate to begin with.


Sometimes seemingly simple omissions (plants / land plants) and capitalization (Earth / earth) really makes a big difference, as shown in this story. ScienceDaily picked up the story from the press release as is, as did Phys.org, Sci-News, Astrobiology Magazine. But look at BBC, and Atlas Obscura, and Science Magazine - they use the wording 'land plants' and have accurate information in their articles that were not direct copies of the press release. Kudos to them!

Note. One person at the University of Bristol was contacted before this story was written and published on BotanicalAccuracy.com, and this person declined to reconsider word choices or make suggested corrections in the press release.

It is also important to note that the issues highlighted in this blog post are only present in the press release from University of Bristol, not in the research paper itself, nor in the quotes from the scientists in the press release. So it is the dissemination of the research results that is the problematic issue here, not the research itself.

For more reading on plants and algae, I recommend this recent blogpost:
Are algae plants? from the In Defense of Plants blog


Why Hasn’t This Happened in Other Plants?

If having more veins and stomata is so helpful, why hasn’t this evolved in other plants? Well, in truth, it’s because all of these structures are made up of cells. If you want more transport methods in a leaf, you need more cells to make them, but that would mean a bigger leaf, which would need even more veins and stomata - see the issue here? It’s a cycle that would usually create bigger plants, unless of course, you find a way to make smaller cells. Angiosperms have small cells that can make a dense network of veins and stomata, like a bunch of side-by-side subway routes! So the next question is, how do you get smaller cells?

This image shows the amount of space a nucleus (and the DNA within) can take up in a cell. Cliquez pour plus de détails.

You might picture DNA as a tiny little chain, but when you are working within tiny, tiny cells, that DNA can take up a lot of space. The entire code of DNA (an organism’s whole genome) is in almost every one of that organism’s tiny cells. If there was a way to get rid of a bunch of DNA, you can have smaller cells. Smaller cells can leave room for more veins between cells, and for more specialized cell structures, like stomata.

The scientists came to this idea by looking at the genomes of a bunch of plant species (not just angiosperms). They measured which plant species had the smallest genomes and therefore, the least amount of DNA in each cell. Thankfully, they didn’t need to do all these measurements themselves. A lot of information on plant DNA has already been recorded.


Cultural Importance of Pollination

Native Peoples traditionally recognized the importance of pollinators:

We explore only a few examples of culturally important pollinators or pollinated plants here. To learn more about culturally important plants and pollinators:

  • “Ethnobotany” is the study of how people of a particular culture and region make use of indigenous (native) plants. Since their earliest origins, humans have depended on plants for their primary needs and existence. Plants provide food, medicine, shelter, dyes, fibers, oils,resins, gums, soaps, waxes, latex, tannins, and even contribute to the air we breathe. Many native peoples also used plants in ceremonial or spiritual rituals. Examining human life on earth requires understanding the role of plants in historical and current day cultures. Read more about Ethnobotany&hellip - a Natural Resources Conservation Service Plant Material Program presentation.

Cultural Symbolism

Papillons

  • Raven&rsquos spokesperson - Haida (Pacific NW)
  • Messenger (in dreams) from Great Spirit - Blackfoot
  • Earth&rsquos fertility - Hopi &ldquoBulitikibi&rdquo harvest dance
  • Flame, Teotihuacan (Palace of the Butterfly) - Ancient Mexicans (Olmecs, Toltecs, later Aztecs)
  • Ancestor - Sumatra, Naga (Madagascar), Pima (N. America)
  • Related to Morning Star - Arapaho, Mexecal

Les mites

  • &lsquoTun tawu = &ldquogoes in and out of fire&rdquo - Cherokee (North America)
  • Symbol of knowledge, guardians of gold dust of eternity - Yaqui (Mexico)
  • Powder - insanity (moth-crazy, sexual excess, incest, aphrodisiac) - Navajo (North America)
  • Guardian of tobacco (caterpillar of Sphinx moth) &ndash Navajo (North America)

Colibris

  • Basket weaving teacher - Taroscan (Mexico)
  • Courier of gifts to Great Mother - Pueblo Indian Tribe
  • Convinced gods to bring rain &ndash Hopi and Zuni Indian Tribes
  • Sun in disguise (courting the moon) - Maya

"Ethnobotany&hellipplants sustaining people" Poster PDF Version, 2.6 MB

A hummingbird flits among the blossoms of a fireweed. This original design was done in the style of, and greatly influenced by, the delicate form, lines, and art of the Tsimshian and Tlingit peoples of southeast Alaska. Photo courtesy of Julie Thompson, Featherlady Studio.