Biotechnologies et génomique végétale - Évolution des plantes terrestres

Thèmes abordés

Énergie - Environnement, Photosynthèse, oxygène, énergie humaine, bactérie, Terre, eau, couche d'ozone, métabolisme, cellules eucaryotes, plantes, spore, pollen, insectes, angiospermes

Résumé du document

Les organismes photosynthétiques permettent la vie sur terre ; leur biologie représente donc des enjeux majeurs pour l'humanité (énergie, agriculture, biotechnologies).
Les organismes photosynthétiques représentent plus de 80% de la biomasse terrestre (les bactéries représentent 12% environ, et les animaux 0,37%).

Extraits

[...] Le stockage de cette énergie représente de 10 à 20 fois la consommation annuelle d'énergie humaine. Il y a environ 4 milliards d'années, les premiers organismes photosynthétiques à apparaître étaient probablement des bactéries anaérobies la photosynthèse était non oxygénique). Ces bactéries oxydent le sulfure d'hydrogène. Des cyanobactéries aérobies sont apparues il y a environ 3,8 milliards d'années ; qui font une photosynthèse oxygénique. On a une réduction du carbone. Ce type d'oxydation ne peut avoir lieu que dans des écosystèmes particuliers (H2S). □ La production d'oxygène a commencé à partir de là. [...]

[...] Le pollen est apparu chez les organismes pluricellulaires, il permet la protection de la spore. C'est un mécanisme essentiel pour permettre la propagation d'un organisme immobile. Ce phénomène est apparu une seule fois. Des tissus conducteurs d'eau (le xylème et le phloème) sont apparus pour permettre d'alimenter tout l'organisme en eau. Une hétérosporie s'est mise en place apparition d'organes sexuels). Les feuilles sont apparues 6 fois de façon indépendante au cours de l'évolution ; elles permettent l'optimisation de la photosynthèse. [...]

[...] L'oxygène a permis le développement du métabolisme aérobie, une forme de métabolisme beaucoup plus énergétique □ a permis l'apparition d'organismes mobiles □ de prédateurs unicellulaires eucaryotes qui ont fusionné par symbiose avec des protéobactéries (qui sont devenus les mitochondries). Certains eucaryotes ont en plus subi un deuxième élément d'endosymbiose : ces eucaryotes ont fusionné avec un ancêtre de cyanobactérie : le plaste □ C'est la photo de symbiose primaire apparition des premiers organismes eucaryotes photosynthétiques). La mitochondrie permet la respiration et la production d'ATP. Le chloroplaste permet la fixation photosynthétique du CO2 ainsi que la synthèse d'AA et d'AG. [...]

[...] Apparition de mécanismes de croissance en épaisseur Évolution de la graine : organe qui peut survivre en absence d'eau. Apparition des fleurs qui permet la production des gamètes dans une structure cosexuée. Asymétrie des fleurs chez certaines plantes Les plantes et les insectes sont les groupes les plus diversifiés. Les premiers organismes angiospermes sont apparus vers -130Ma. On peut penser que les plantes ont co-évolué avec d'autres groupes et notamment les insectes (qui jouent un rôle de prédateurs et de pollinisateurs), mais aussi les champignons et les bactéries du sol (qui jouent un rôle de pathogène et/ou de symbiotes). [...]

[...] Scénario rapide de l'évolution des plantes : Les algues sont passées d'unicellulaires à pluricellulaires Pas de séparation après la mitose. Il y a un plan de division perpendiculaire à la direction de croissance. Cette transition possède des avantages évolutifs (l'organisme survit même s'il est mangé en partie par un prédateur) La transition uni/pluricellulaire est un évènement apparu plusieurs fois au cours de l'évolution. Les organismes pluricellulaires, pour coloniser le milieu terrestre, ont mis en place différents mécanismes pour pallier le manque d'eau : Apparition de la cuticule : couche de lipides qui recouvre la cellule et qui permet de lutter contre l'évaporation. [...]