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publié le : 09/02/2020
  

L'invention d'un sporophyte

Chez les Charophytes le cycle de développement est réduit à la phase haploïde (N chromosomes) le gamétophyte. Les plus anciennes plantes terrestres, les Bryophytes, ont une alternance d'une phase haploïde (N), le gamétophyte et d'une phase diploïde (2N) le sporophyte qui vit en parasite sur le gamétophyte. Le sporophyte serait apparu par intercalation de mitoses entre la formation de la cellule œuf (2N) et la méiose donnant les spores (N)[1]⁠⁠.

L'utilisation des gènes du gamétophyte (N)

Arbre phylogénétique des gènes du développement MADS-box chez les végétaux terrestres et les Charophycées [5].

Les gènes qui contrôlent l'activité du gamétophyte ont été réutilisés dans le sporophyte. Chez les Charophytes les gènes MADS-box type II contrôlent la formation des cellules reproductrices. Chez les plantes terrestres, ces gènes ont donné les gènes MIKCc et MIKC*. Les MIKC* s'expriment dans le gamétophyte, au contraire les MIKCc s'expriment dans le gamétophyte et le sporophyte chez les Bryophytes et les Fougères et exclusivement dans les sporophytes chez les plantes à fleurs. Ce sont les principaux gènes de l'appareil floral [3][4][5].

L'utilisation des gènes de la cellule œuf (2N)

D'autres gènes du sporophyte (2N) tirent leur origine de gènes s'exprimant dans la cellule œuf (2N) des algues vertes. Les gènes qui contrôlent le développement de la cellule œuf des algues vertes (GSm1/Gsp1) sont homologues des gènes (KNOX/BELL) s'exprimant dans les méristèmes des plantes terrestres [3][4]..

Cycle de vie des premiers végétaux terrestres

Cycle de reproduction d'Aglaophyton.
Les spores (9), produits dans les sporanges (8) du sporophyte (7), germent pour donner soit un gamétophyte ♀ (2) soit un gamétophyte ♂ (1). Des anthéridies (5) remplies d'anthérozoïdes ou gamètes ♂ (6) se forment au sommet du gamétophyte ♂ tandis que des archégones (3) contenant chacun une oosphère ou gamète ♀ (4) se forment au sommet du gamétophyte ♀. Les anthéridies libèrent les anthérozoïdes dans une goutte d'eau pour qu'ils fécondent les oosphères. La cellule œuf qui se forme donnera naissance à un nouveau sporophyte [2][6] [7]

Dans les cherts (concrétions de silice) de Rhymie (Dévonien inférieur d'Ecosse -410 Ma), il a été possible de reconstituer le cycle de vie de plusieurs espèces. Ces sédiments se sont formés à proximité de geysers et de sources hydrothermales et la fossilisation par la silice est tellement précise que des détails inférieurs au micromètre ont été conservés. On peut observer des spores en train de germer, des anthérozoïdes (gamètes ♂) et les moindres détails des cellules des tissus végétaux.

Chez Aglaophyton major, on a étudié tous les stades de développement des spores pour finalement se rendre compte qu'il était possible d'établir une relation avec les étapes de la croissance d'une autre espèce: Lyonophyton rhyniensis. Chez cette dernière on ne connaissait que des individus produisant des gamètes. Aglaophyton était le sporophyte et Lyonophyton rhyniensis le gamétophyte d'une seule et même espèce. Les spores d'Aglaophyton donnaient soit des gamétophytes ♂ (Lyonophyton ♂) produisant des anthéridies soit des gamétophytes ♀ (Lyonophyton ♀) produisant des oosphères. Chez Rhynia, le gamétophyte était de petite taille et produisait à la fois des gamètes ♂ et des gamètes ♀, il était hermaphrodite. Chez Cooksonia enfin le gamétophyte hermaphrodite était semblable au prothalle des Fougères actuelles [2][6] [7].

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créée le : 24-02-2019     modifiée le : 31-05-2020     visites depuis le 31/10/2015
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