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Pourquoi de nombreux arbres fruitiers ont-ils des fleurs à cinq pétales ?

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Le pêcher, le poirier, le pommier, le cerisier et de nombreux autres arbres fruitiers semblent avoir des fleurs composées de cinq pétales. En supposant qu'il n'y ait aucun avantage évolutif à confondre les étudiants sur les arbres, y a-t-il une raison plausible (évolutive ou autre) pour laquelle la morphologie est si réglementée ? Les arbres sont-ils liés ? Aiment-ils les mêmes pollinisateurs ?

Merci pour toute perspicacité.


Le pêcher, l'abricot, le prunier, le poirier, le pommier, les cerisiers sont des plantes de la même famille, les Rosacées, ils sont donc étroitement liés. Ils partagent bien plus d'aspects que les cinq pétales. En fait, d'autres plantes de cette famille, et même de nombreuses autres dicotylédones ont cinq pétales, simplement parce qu'elles partagent une ascendance commune.


Il est difficile de trouver des réponses à cette question, qui m'intéresse aussi beaucoup. La réponse la plus satisfaisante que j'ai trouvée est détaillée dans cet article http://www.ijpam.eu/contents/2012-78-3/6/6.pdf.

Extrait du résumé : "Cet article examine pourquoi de nombreuses fleurs sont à cinq pétales grâce à l'utilisation d'un modèle à cinq pétales qui tire un aperçu de l'emplacement des amas de cellules à l'apex d'une pousse, plutôt que de concepts tels que la séquence de Fibonacci ou le Golden rapport auquel il a été fait référence dans le passé. Les conclusions tirées sont que les fleurs sont plus susceptibles d'être à cinq pétales, suivies de fleurs à six pétales, et que quatre pétales sont instables et presque aucune fleur ne peut avoir sept pétales. "

Quant à la théorie alternative à laquelle il est fait allusion à la fin de ce résumé, vous voudrez peut-être consulter les travaux du mathématicien Michael S. Schneider (maîtrise en enseignement des mathématiques de l'Université de Floride). Sa réponse tourne autour de cette idée où, tout comme ce que Platon a proposé, la géométrie est considérée comme le bloc de construction fondamental de l'univers et où les motifs géométriques (donc les nombres) reçoivent des significations différentes basées sur des données d'observation. Dans cette théorie, le nombre cinq est considéré comme le « drapeau de la vie » si vous voulez. Recherchez une image d'un brin d'ADN vue le long de l'axe, je trouve intéressant que ce soit principalement en série de cinq.

Cela étant dit, l'article que j'ai lié contient certainement une réponse plus satisfaisante à votre question.

J'espère que cela a aidé.


Un nombre asymétrique de pétales peut offrir un avantage : lorsque le vent souffle, il y a un sens de rotation clair. Ainsi la fleur ne tourne que dans un seul sens. Il y a moins d'oscillation qui pourrait endommager la fleur.


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Un poirier à fleurs de Cleveland produit-il des fruits ?

Sachez aussi, obtenez-vous des fruits d'un poirier en fleurs?

Ornemental contre plusieurs les poiriers d'ornement font réellement fruit mais, en général, produisent très peu fruit et de petite taille, moins d'un demi-pouce de diamètre. fructification poiriers est pour sa capacité de fructification peu ou inexistante.

Deuxièmement, à quelle vitesse un poirier à fleurs de Cleveland pousse-t-il par an ? Les Le poirier de Cleveland pousse uniformément, donc même si vous choisissez de plante rangées de ceux-ci, la plupart seront grandir uniformément pour atteindre entre 30 et 40 pieds de haut et 15 et 20 pieds de large. Contrairement à beaucoup d'autres plantes ornementales, Poires de Cleveland avoir un vite Taux de croissance. Attendez-vous à entre 3 et 5 pieds de nouvelle croissance chaque saison.

Également demandé, les poires de Cleveland sont-elles de bons arbres ?

Considéré comme un petit arbre, passant de 25 à 40 pieds de haut et jusqu'à 16 pieds de large, le Cleveland sélectionner Poirier (Pyrus calleryana 'Chanticleer') fonctionne bien comme plante ornementale poire dans les jardins familiaux ou dans la rue. Bien sûr, en tant qu'ornement, il ne vous fournit aucun fruit.

Combien d'années un poirier produira-t-il des fruits ?

Poires typiquement produire la première des fruits Trois années après la plantation, bien qu'ils ne produire une récolte complète pour cinq à sept années. Nain des arbres d'habitude produire des fruits un peu plus tôt que la taille standard des arbres, tout comme les asiatiques poires (Pyrus serotina L.).


Le cycle de vie d'une angiosperme

La phase adulte, ou sporophyte, est la phase principale du cycle de vie d'un angiosperme (Figure 3). Comme les gymnospermes, les angiospermes sont hétérosporées. Par conséquent, ils génèrent des microspores, qui vont générer des grains de pollen comme les gamétophytes mâles, et des mégaspores, qui vont former un ovule qui contient des gamétophytes femelles. À l'intérieur des microsporanges des anthères, les gamétophytes mâles se divisent par méiose pour générer des microspores haploïdes, qui, à leur tour, subissent une mitose et donnent naissance à des grains de pollen. Chaque grain de pollen contient deux cellules : une cellule générative qui se divisera en deux spermatozoïdes et une seconde cellule qui deviendra la cellule du tube pollinique.

Connexion artistique

Figure 3. Le cycle de vie d'un angiosperme est illustré. Les anthères et les carpelles sont des structures qui abritent les véritables gamétophytes : le grain de pollen et le sac embryonnaire. La double fécondation est un processus unique aux angiospermes. (crédit : modification d'œuvre par Mariana Ruiz Villareal)

Si une fleur manquait de mégasporange, quel type de gamète ne se formerait pas ? Si la fleur manquait de microsporange, quel type de gamète ne se formerait pas ? Sans un mégasporange, un œuf ne se formerait pas sans un microsporange, le pollen ne se formerait pas.

L'ovule, abrité dans l'ovaire du carpelle, contient le mégasporange protégé par deux couches de téguments et la paroi de l'ovaire. Au sein de chaque mégasporange, un mégasporocyte subit une méiose, générant quatre mégaspores, trois petites et une grande. Seule la grande mégaspore survit, elle produit le gamétophyte femelle, appelé sac embryonnaire. Le mégaspore se divise trois fois pour former un stade à huit cellules. Quatre de ces cellules migrent vers chaque pôle du sac embryonnaire, deux viennent à l'équateur et finiront par fusionner pour former un 2m noyau polaire, les trois cellules éloignées de l'œuf forment des antipodes et les deux cellules les plus proches de l'œuf deviennent les synergides.

Le sac embryonnaire mature contient un ovule, deux synergides ou cellules « auxiliaires », trois cellules antipodales et deux noyaux polaires dans une cellule centrale. Lorsqu'un grain de pollen atteint le stigmate, un tube pollinique s'étend du grain, se développe le long du style et pénètre par le micropyle : une ouverture dans les téguments de l'ovule. Les deux spermatozoïdes sont déposés dans le sac embryonnaire.

Un événement de double fécondation se produit alors. Un spermatozoïde et l'ovule se combinent pour former un zygote diploïde, le futur embryon. L'autre spermatozoïde fusionne avec le 2m noyaux polaires, formant une cellule triploïde qui se développera dans l'endosperme, qui est un tissu qui sert de réserve alimentaire. Le zygote se développe en un embryon avec une radicule, ou petite racine, et un (monocotylédone) ou deux (dicotylédones) foliaires appelés cotylédons. Cette différence dans le nombre de feuilles embryonnaires est à la base des deux grands groupes d'angiospermes : les monocotylédones et les eudicots. Les réserves alimentaires des graines sont stockées à l'extérieur de l'embryon, sous forme de glucides complexes, de lipides ou de protéines. Les cotylédons servent de conduits pour transmettre les réserves alimentaires brisées de leur site de stockage à l'intérieur de la graine à l'embryon en développement. La graine est constituée d'une couche durcie de téguments formant le manteau, l'endosperme avec des réserves de nourriture, et au centre, l'embryon bien protégé.

La plupart des fleurs sont monoïques ou bisexuées, ce qui signifie qu'elles portent à la fois des étamines et des carpelles. Seules quelques espèces s'autopollinisent. Les fleurs monoïques sont également appelées fleurs « parfaites » car elles contiennent les deux types d'organes sexuels (Figure 2). Les barrières anatomiques et environnementales favorisent la pollinisation croisée médiée par un agent physique (vent ou eau) ou un animal, tel qu'un insecte ou un oiseau. La pollinisation croisée augmente la diversité génétique d'une espèce.


Méthodes de dispersion des fruits et des graines : 4 méthodes

Pour une dispersion facile par le vent, les graines doivent être légères afin que leur flottabilité leur permette de flotter dans l'air sur de longues distances. Les graines spécialement adaptées à la dispersion par le vent se caractérisent par :

1. De très petites graines sèches et poussiéreuses comme celles des orchidées (pesant aussi peu que 0,004 mg dans certains cas—Fig. 460) sont transportées par le vent comme les pollens. Les graines de Cinchona sont également extrêmement petites et en même temps ailées.

2. Mécanisme parachute :

Certaines graines et quelques fruits sont pourvus d'appendices qui agissent comme des parachutes en les aidant à flotter dans l'air.

Parmi ces appendices, on peut considérer :

(i) Pappus (Figs. 318 & 461) formé par la modification du calice persistant dans les composés et les familles alliées Dipsaceae et Valerianaceac.

Ce pappus est d'apparence différente selon les espèces et, dans de nombreux cas, il est suffisamment gros et léger pour que le fruit de la cypsela flotte longtemps dans l'air.

(ii) Coma (Fig. 462) est une touffe de poils développée en couronne sur les graines de Calotropis, Holarrhena, Alstonia (deux touffes) et la plupart des plantes d'Apocynacées et d'Asclepiadaceae.

(iii) excroissances velues sur le testa (Fig. 463) recouvrent complètement les graines de coton. Ces cheveux se développent à partir des parois internes de la cosse en soie-coton.

(iv) Styles poilus persistants (Fig. 464) des akènes de Clematis, de Naravelia (Fig. 455A), d'Anémone, etc., les aident à flotter dans l'air.

(v) Ballon Le calice persistant gonflé de type Physalis permet à l'ensemble du fruit de flotter dans l'air pendant un certain temps. Le même objectif est servi par les ovaires gonflés de la gousse de Colutea arborescens (Leguminoseae) et les capsules de la vigne ballon (Cardiospermum halicacabum) et aussi quelques autres plantes de Sapindaceae (Fig. 465).

3. Les ailes sont développées sur les fruits et les graines de différents types (Fig. 466), ce qui les rend flottantes :

(i) Les graines de Moringa oleifera, Oroxylum indicum, Lagerstroemia speciosa, Swietenia mahogoni, Cinchona, etc., sont pourvues d'ailes développées à partir du testa.

(ii) Les fruits des samaroïdes de Shorea robusta et de certains autres membres des Dipterocarpaceae ont des sépales persistants formant des ailes.

(iii) Le fruit de la samare de nombreuses plantes comme Dioscorea, Fraxinus (frêne), Acer (érable), Hiptagi, etc., ont des ailes développées par le péricarpe du fruit.

4. Mécanisme d'encensoir :

Dans certains fruits, les graines sont déchargées par de petites ouvertures sur les fruits. Les débouchés sont si étroits que seules quelques graines peuvent s'échapper à la fois.

Ainsi, chez Argemoru mexicana et les coquelicots (Fig. 467) de Papaveraoeae, après l'ouverture des ouvertures par dehiscehcie poreux, lorsque la capsule se balance dans l'air, les minuscules graines sont dispersées à travers les pores .

Un type similaire de déhiscence peut être observé dans les fleurs particulières en forme de pélican d'Aristolochia gigas. Les graines s'échappent des follicules d'Aconitum de la même manière restreinte.

Le capitule de tournesol, dans lequel les graines sont lourdes et non pourvues de pappus, montre un mécanisme d'encensoir dans la fuite restreinte des graines lorsqu'il est balancé par le vent.

5. Un type assez intéressant de dispersion par le vent est illustré par certaines adventices comme Salsola kali tenuifolia qui poussent sur les côtes maritimes. Lorsque la plante mûrit, les branches s'incurvent donnant à la plante une forme sphérique.

La tige principale se brise maintenant et la plante chargée de fruits mûrs et de graines est roulée comme une boule à des kilomètres par le vent fort. Des graines sont larguées tout au long de cette route.

Méthode n°II. Dispersion par l'eau :

La dispersion par l'eau est très pratique dans les arbres fruitiers poussant au bord de l'eau. Ceci est particulièrement important pour les plantes de bord de mer comme la noix de coco qui a migré sur des milliers de kilomètres dans les océans Pacifique et Indien, flottant sur les vagues d'île en île.

Ces fruits doivent être pourvus d'un pelage à la fois imperméable, résistant au sel et flottant. Le mésocarpe fibreux sec et l'endocarpe dur des cocotiers les rendent particulièrement adaptés à ce type de dispersion.

Des propriétés similaires sont possédées par les fruits de quelques autres palmiers comme Areca catechu et Nypa fruticans et ceux de Cerbera odollam des Apocynaceae (Fig. 468), Pandanus (Pandanaceae) et aussi de quelques légumineuses. Les cours d'eau du golfe transportent souvent des graines et des fruits d'un grand nombre d'espèces.

Parmi les plantes d'eau douce, les lis se dispersent tandis que leurs thalames spongieux portant des fruits flottent dans l'eau. Les graines sont déposées à différents endroits au fur et à mesure que le thalamus pourrit.

Les graines de nombreuses plantes aquatiques comme le nénuphar, l'alisma, la sagittaire, etc., sont très légères et imperméables, ce qui leur permet de flotter facilement. Beaucoup de ces graines sont pourvues d'arilles spongieuses les rendant plus flottantes.

Méthode # III. Dispersion par les animaux :

Les fruits comestibles, en particulier ceux qui sont de couleur vive, sont dévorés par divers animaux et, dans de nombreux cas, leurs graines traversent les canaux alimentaires des animaux sans aucune blessure.

De cette façon, ces graines sont dispersées dans les excréments d'animaux souvent à plusieurs kilomètres de leur lieu d'origine et souvent dans des endroits très inaccessibles comme la cime des arbres et les corniches des bâtiments.

De nombreux animaux herbivores comme les oiseaux, les chauves-souris, les écureuils, les chacals, les singes, etc., sont ainsi responsables d'une telle dispersion. Même les fourmis jouent un rôle dans l'élimination en traînant les graines d'un endroit à un autre.

Les êtres humains ne jouent pas un rôle mineur dans ce mode de dispersion. Diverses plantes économiques sont distribuées dans le monde entier par eux. Un grand nombre d'arbres fruitiers, de plantes potagères et ornementales, etc., ont été apportés en Inde de pays étrangers par l'humanité.

Des exemples peuvent être trouvés dans la pomme de terre, la tomate, le tabac, la jacinthe d'eau, etc. Même la noix de coco est une plante exotique selon notre mythologie (créée, c'est-à-dire probablement introduite par Viswamitra).

Parfois, les fruits et les graines sont pourvus d'appendices (Fig. 469) ou de sécrétions collantes qui facilitent leur dispersion mécanique par les animaux :

1. Les fruits et les graines de nombreuses plantes sont pourvus de crochets, d'épines, de barbes ou de poils raides (Fig. 469) de sorte que si un animal les frôle ou les frôle, ceux-ci collent au corps ou aux vêtements de l'animal.

Plus tard, ceux-ci tombent d'une manière ou d'une autre et sont ainsi dispersés. Ainsi, les fruits de Xanthium strumarium (bourdon), Urena lobata, Martynia annua (griffe de tigre), etc., sont pourvus de structures en forme de crochet qui sont efficaces pour leur dispersion.

Les fruits des pupes sont pourvus de grappes de soies étalées et crochues. Les fruits de la lovegrass (Andropogon aciculatus), de l'herbe verte (Aristida), etc., sont pourvus de poils raides souvent recourbés vers l'arrière pour qu'ils collent facilement.

Les fruits du Tribulus sont pourvus d'épines acérées leur permettant de coller aux sabots du bétail. Les fruits d'Achyranthes aspera (Fig. 264) sont collants avec leurs bractées et leurs périanthes scarieuses.

2. Certains fruits comme ceux de Boerhaavia repens (Fig. 469E), Cleome viscosa, etc., possèdent des glandes collantes qui collent à la face et au corps des animaux au pâturage et sont ainsi dispersés. De nombreuses graines, comme celles d'Aegle marmelos, Plumbago, gui, etc., sont collantes et en bénéficient ainsi.

Méthode #IV. Dispersion mécanique :

Tous les fruits déhiscents dispersent les graines lorsqu'ils éclatent. Cette déhiscence s'accompagne de l'expression d'une grande force dans de nombreux fruits de sorte que les graines sont projetées à une distance considérable de la plante mère.

De tels fruits sont appelés fruits explosifs. Il a déjà été mentionné que les lomentums d'un mètre de long d'Entada gigas explosent dans les forêts avec le bruit des crackers. Les légumineuses de l'alpiniste Bauhinia vahlii explosent de la même manière avec un bruit fort dispersant les graines à plusieurs mètres dans toutes les directions.

Les fruits mûrs d'Oxalis corniculata et d'Impatiens balsamina (baume) explosent soudainement au toucher. Les valves sont tordues et les graines sont arrachées de force (Fig. 470A). Les fruits de géranium présentant une déhiscence septicide se sont également divisés en cocci dispersant les graines dans cet acte. Ici, les styles attachant les carpelles au carpophore se recourbent vers le haut et vers l'extérieur, projetant les graines comme des élingues (Fig. 470B).

Les gousses mûres d'Abrus (Fig. 470C), de pois et de haricots (Fig. 434), de Clitoria, etc., se tordent brusquement en éclatant et dispersent ainsi les graines.

Les fruits d'un certain nombre de plantes appartenant à la famille des Acanthaceae (à savoir, Ruellia tuberosa, Andrographis paniculata, Barhria prionitis) éclatent soudainement en deux valves éjectant les graines (Fig. 471).

Dans ces gousses, les graines sont disposées en quatre rangées et les graines plates en forme de lentille ont des projections particulières en forme de capuchon, appelées jaculators ou rétinacula, à partir de leurs funicules qui se redressent pendant la déhiscence de sorte que les quatre rangées de graines sont éjectées transversalement dans quatre différentes directions.

Un type très intéressant d'éjection de graines est observé chez la cucurbitacée méditerranéenne Ecballium elaterium, appelée ‘concombre gicleur’ (Fig. 472). Le contenu interne du fruit reste sous pression et la tige du fruit agit comme un bouchon.

Lorsque le fruit mûrit, il se détache de la tige, la pression interne est relâchée et une partie du contenu, y compris les graines, est littéralement "jetée". Les graines peuvent être emportées jusqu'à 20 pieds de distance par cet acte de jet.


Causes de chute de fruits de juin

Les arbres fruitiers commencent leur processus d'éclaircissage tôt dans la saison en perdant des fleurs non pollinisées. Cela alarme rarement qui que ce soit et passe souvent inaperçu, nous l'attribuons au vent ou à la météo. Mais lorsque les fruits commencent à tomber, cela devient plus alarmant à moins que vous ne compreniez la biologie.

Les arbres fruitiers donnent des fruits pour produire des graines. Une récolte trop importante mettra à rude épreuve les ressources de l'arbre et donnera des fruits plus petits et de moindre qualité. Ainsi, l'arbre se protège lui-même, ses fruits et ses graines en éclaircissant automatiquement la récolte une fois que les conditions de croissance sont stables. Étant donné que les fruits immatures se disputent tous la même nourriture et la même eau, la baisse de juin garantit que seuls les plus forts survivent. Le fruit qui contient le moins de graines est généralement le premier à tomber.


Pourquoi de nombreux arbres fruitiers ont-ils des fleurs à cinq pétales ? - La biologie

Lab 9 - Gymnospermes et Angiospermes

Lorsque les mousses et les hépatiques ont évolué pour la première fois, elles dominaient l'environnement terrestre. Mais ils furent bientôt défiés par les trachéophytes plus avancés. Les fougères et "alliés fougères" formaient les grandes forêts planétaires de la fin du Paléozoïque. À la fin du Paléozoïque, un nouveau groupe de plantes remettait en cause la domination de 150 millions d'années des fougères et de leurs alliés. Les plantes à graines protégé le sporophyte embryonnaire du dessèchement en l'enveloppant dans un boîtier résistant à l'eau tégument.

L'évolution de la la graine est une étape aussi profonde que l'évolution de l'œuf écalé chez les reptiles. De même que l'évolution de l'œuf amniotique a permis aux reptiles de devenir les premiers vertébrés véritablement terrestres, de rompre ce dernier lien avec leur patrimoine aquatique, l'évolution de la graine a permis aux plantes d'échapper à la limitation de la croissance dans des milieux très humides. Ces gymnospermes devinrent bientôt les plantes dominantes. Le Mésozoïque est parfois appelé l'Âge des Cycadales.

Mais leur succès fut de courte durée. Au cours du Mésozoïque moyen à supérieur, les premières plantes à fleurs ou angiospermes apparu. Ils ont rapidement dominé les gymnospermes les plus primitifs et sont les plantes dominantes sur Terre aujourd'hui. Ces vagues de compétition sont typiques de l'histoire de la vie. Les survivants sont relégués dans des populations dispersées dans des habitats restreints, où ils vivent à l'ombre de leurs concurrents à succès. Parmi les gymnospermes, seuls les conifères sont des concurrents majeurs des plantes à fleurs. Ayant évolué dans un climat plus sec et plus frais, les conifères sont mieux adaptés aux habitats secs ou frais et dominent les forêts des latitudes septentrionales, à haute altitude et sur les sols sablonneux.

Aujourd'hui, nous examinerons à la fois les gymnospermes et les angiospermes et comparerons leurs cycles de vie complexes. La tendance vers un stade de sporophyte dominant est maintenant terminée. Les gamétophytes des plantes à graines sont microscopiques. Le gamétophyte femelle est constitué d'une poignée de cellules enfouies dans les tissus du sporophyte. Le gamétophyte mâle, le grain de pollen, a une brève phase de vie libre pendant qu'il est transporté d'une plante à l'autre par le vent, l'eau ou les animaux. Ne comptant plus sur le sperme flagellé, et avec leurs embryons en développement protégés de la dessiccation, les plantes à graines rompent le dernier lien avec leurs ancêtres aquatiques.

Introduction aux gymnospermes

Les premières plantes à graines ont évolué relativement tôt, à la fin du Dévonien. À la fin du Paléozoïque, ils étaient suffisamment compétitifs pour remplacer les mousses, les prêles et les fougères fouettées, et devenir la végétation dominante du Mésozoïque, l'ère des dinosaures. À la fin du Mésozoïque, eux aussi seraient balayés par les angiospermes nouvellement évolués, les plantes à fleurs. Il n'y a que 720 espèces vivantes de gymnospermes, un pâle vestige d'une race autrefois diversifiée et dominante.

Les gymnospermes vivants sont un groupe diversifié de plantes, dont la plupart portent leurs sporanges dans de grands, proéminents strobile ou cônes. Ces strobiles sont similaires à ceux des lycopsides et des prêles. Strobili se composent d'une tige raccourcie avec plusieurs feuilles modifiées (sporophylles) qui portent des sporanges. Comme toutes les plantes à graines, les gymnospermes sont hétérosporeux. Les sporanges qui génère le mâle microspores et femelle mégaspores sont généralement portés sur des cônes séparés. Cônes mâles (cônes staminés) sont généralement beaucoup plus petits que les cônes femelles (ovuler les cônes). Les sporophylles qui portent des microsporanges sont appelées microsporophylles. Les sporophylles qui portent des macrosporanges sont appelées macrosporophylles. Le cycle de vie du pin est typique des gymnospermes et est décrit en détail ci-dessous.

Royaume Plantae

Division Gnetophyta - éphédra, Gnetum, Welwitschia

Division Cycadophyte - les cycas (Cycas révolutionnaire)

Division Ginkgophyta - Ginkgo biloba

Division Coniferophyta - conifères (Pinus)

  • cônes staminés
  • ovuler les cônes
  • sporophylles
  • strobile
  • microsporophylles
  • macrosporophylles
  • hétérosporeux
  • ovules
  • des graines
  • mégasporange
  • cellule mère mégaspore
  • mégaspore
  • microsporange
  • cellule mère de microspores
  • microspore
  • grains de pollen

100 sp., 9 genres, fr. Gr. kyos=palmier, phyton=plante) - cycadales

Les cycadales ont des feuilles très épaisses, qui ressemblent à des versions très dures des frondes de fougère. Ces plantes ressemblant à des palmiers ont des tiges non ramifiées, avec une couronne de feuilles terminale. Ces feuilles sont incroyablement bien défendues avec des pointes acérées et des composés secondaires complexes, notamment de puissantes neurotoxines et des composés cancérigènes. Ils ont atteint leur apogée pendant le Mésozoïque, avec des espèces atteignant de 6 à 60 pieds. Le Mésozoïque est parfois appelé l'Âge des Cycadales. Une cycadée géante aujourd'hui pourrait atteindre 9 à 10 pieds maximum.

Ils sont unisexués ou dioïques, ayant des plantes mâles et femelles séparées. Dioïque signifie deux maisons, contre monoïque = une maison (bisexuelle, les deux sexes en une). Un seul genre de cycas (Zamia) est originaire d'Amérique du Nord. Les Séminoles mangeaient les racines féculentes de Zamia pumila, trouvé dans le sud de la Floride. En Inde, au Japon et au Sri Lanka, la farine de sagou est souvent fabriquée à partir de tiges de cycas (elle est également fabriquée à partir de vrais palmiers, qui sont des angiospermes).

Les cycadales sont largement cultivées comme plantes ornementales de paysage. Les cycadales enrichissent également la fertilité des sols stériles, car elles sont symbiotiques avec les cyanobactéries fixatrices d'azote. Les cycadales ont une croissance extrêmement lente et peuvent vivre 1 000 ans ou plus. Ils sont pollinisés par le vent, une stratégie qui nécessite d'immenses quantités de pollen en suspension dans l'air. Quelques-uns peuvent avoir été pollinisés par des coléoptères attirés par les grains de pollen comestibles. C'est peut-être les humbles débuts de la pollinisation animale complexe développée par les plantes à fleurs. Les sacs polliniques et les ovules naissent sur des sporophylles en forme d'écailles dans des cônes compacts. Contrairement aux pommes de pin, les cônes des cycadales sont souvent très gros par rapport à la plante.

Division Ginkgophyta - une esp., Ginkgo biloba (arbre aux vierges)

Les arbres de ginkgo sont couramment observés dans les villes aujourd'hui. Ce sont des arbres d'ombrage attrayants, atteignant 100 pieds ou plus, avec un beau feuillage jaune à l'automne. Ils sont très résistants à la pollution de l'air et aux insectes. Vous pouvez voir ces arbres directement sur le campus (Richardson et le Gibson Hall “loop”).

Que la seule espèce restante n'ait pas rejoint ses frères en voie d'extinction, nous le devons aux anciens Chinois et Japonais, qui l'ont cultivée dans les jardins de leurs temples pendant des siècles. Il se peut qu'il ne s'agisse plus d'un seul arbre sauvage vivant. C'est un arbre populaire pour le bonsaï, car les feuilles se miniaturisent facilement et les branches sont faciles à façonner. Le nom de l'espèce biloba provient des deux lobes distincts de ses feuilles en éventail, très différentes des feuilles en forme de lanières ou d'aiguilles des autres gymnospermes. Le nom commun de l'arbre maidenhair vient de la similitude des feuilles de ginkgo avec les frondes de la fougère maidenhair.

Les ginkgos et les cycas présentent un stade de transition entre les fougères primitives et les conifères et plantes à fleurs plus avancés. Ils ont des spermatozoïdes flagellés, mais le gamétophyte mâle développe un tube pollinique, un long filament à travers lequel les spermatozoïdes peuvent nager en toute sécurité jusqu'à l'ovule. Les grains de pollen d'autres plantes à graines produisent des tubes similaires. Les mégasporanges, qui contiennent les œufs, forment de minuscules strobiles femelles à l'extrémité des branches spéciales de l'arbre femelle. Les microsporanges, qui produisent les grains de pollen, se trouvent dans des strobiles mâles qui pendent comme de petites pommes de pin sur l'arbre mâle.

La graine qui se forme sur les arbres femelles est recouverte d'un épais manteau charnu qui fait ressembler la graine à un petit fruit (ce qui n'est techniquement pas le cas). Ils ont une odeur incroyable lorsqu'ils mûrissent, ce qu'un texte de botanique autrement lourd décrit comme « vomissement de chien pourri ». Soyez donc très prudent si vous plantez un de ces arbres merveilleux et sélectionnez un arbre mâle !! Bien que par souci d'équité envers l'arbre femelle, sa graine est appréciée en Chine comme source de médicaments.

Division Gnetophyta - (70 esp. en 3 genres), Gnetum, Ephedra, Welwitschia

Ce petit groupe étrange de gymnospermes sont principalement des xérophytes, des plantes adaptées aux conditions sèches. Ils partagent un ancêtre commun proche avec les plantes à fleurs. Chaque genre a des espèces qui produisent du nectar et attirent les insectes. On a récemment découvert que la double fécondation, une caractéristique que nous pensions être unique aux plantes à fleurs, se produit également dans éphédra, l'un des trois genres de gnetophytes survivants. éphédra, est d'ailleurs la source naturelle de l'alcaloïde éphédrine, utilisé pour traiter le rhume des foins, les maux de tête des sinus et l'asthme. Ses propriétés médicinales sont connues depuis au moins 5000 ans !

La plupart des gnetophytes sont des plantes à tiges, comme l'éphédra, des tiges photosynthétiques ramifiées sans feuilles. Gnetum a des feuilles comme celles des fleurs modernes. Mais le troisième genre, Welwitschia, est l'une des plantes les plus étranges sur terre. Welwitschia ressemble vraiment à quelque chose d'un roman de science-fiction. Il pousse dans les déserts du sud-ouest de l'Afrique. La majeure partie de la plante est profondément souterraine, avec une racine s'étendant jusqu'à la nappe phréatique. Le sommet apparaît au-dessus du sol sous la forme d'une tige trapue en forme de coupe avec deux feuilles en forme de lanière. Ce sont les seules feuilles que la plante poussera jamais, et elles peuvent vivre une centaine d'années ou plus et atteindre plusieurs mètres, généralement déchirées en lanières. Les strobiles mâles ou femelles poussent à partir des bords de la tige supérieure.

Division Coniferophyta - (550 sp. dans 50 genres, fr. Gr. conus=cône, ferre=ours) - conifères

Les conifères constituent le groupe de gymnospermes vivants le plus important et le plus prospère. Bon nombre de nos arbres forestiers familiers sont des conifères, notamment des pins, des épinettes, des sapins, des pruches, des ifs, des séquoias et des cyprès. Ils sont un groupe ancien, datant de 290 millions d'années. Ils ont évolué au cours du Permien, vers la fin du Paléozoïque, à une époque où le climat était très frais et sec. Leurs cellules conductrices d'eau spéciales, appelées trachéides, leur ont permis de prospérer dans ces climats et ces mêmes adaptations leur ont permis de continuer à dominer dans les environnements plus froids et plus secs aujourd'hui, tels que les latitudes nord, les pentes des montagnes et les sols sablonneux. Parce qu'ils sont des concurrents supérieurs dans de tels habitats, même aujourd'hui, ils sont la seule division de gymnospermes à rivaliser avec succès avec les plantes à fleurs.

La plupart des conifères sont des conifères, le mélèze et le cyprès chauve étant des exceptions notables. Leurs feuilles en forme d'aiguille sont également une adaptation pour conserver l'eau. Les aiguilles se présentent généralement en petits faisceaux, chaque faisceau émergeant d'une base qui est en fait une branche fortement tronquée. Les conifères ont une importance économique considérable, en tant que source de bois et de sous-produits tels que la poix, le goudron, la térébenthine, l'ambre et d'autres résines. Des millions sont vendus chaque année comme arbres de Noël.

Cycle de vie du pin

Tous les conifères produisent des strobiles en forme de cône, à la fois des cônes mâles (souvent appelés cônes à pollen) et des cônes femelles (souvent appelés cônes à graines ou cônes d'ovulation). Les cônes mâles et femelles sont généralement produits sur le même arbre, mais pas en même temps, de sorte que les arbres ne se fertilisent pas eux-mêmes. Les cônes femelles sont grands et bien visibles, avec des écailles ligneuses épaisses. Les cônes de graines peuvent persister sur l'arbre pendant plusieurs années après la fécondation. Les cônes mâles sont petits et chétifs et ne durent généralement pas longtemps sur l'arbre. Quelques espèces, comme les genévriers et le podocarpus commun localement (devant Richardson), ont des graines recouvertes d'un enrobage charnu et ressemblent à de petites baies. (pas de vrais fruits - Soit dit en passant, toutes les parties du podocarpus sont toxiques.)

Les sporanges produits par les sporophytes sont situés à la base des sporophylles et rassemblés dans le strobile que nous appelons une pomme de pin. La cellule mère des microspores dans les microsporanges produit les grains de pollen haploïdes. Chaque écaille ou sporophylle du cône mâle a deux microsporanges sur sa surface inférieure. Chaque grain de pollen se compose de seulement quatre cellules. Lorsque le grain de pollen immature atteint enfin le cône de la graine, la cellule mère de la mégaspore dans le mégasporange produit quatre mégaspores haploïdes. Trois de ces mégaspores dégénèrent et seule la quatrième germe en gamétophyte femelle.

Le gamétophyte femelle se compose de deux archégones ou plus, avec un seul œuf dans chacun. Tous les œufs sont généralement fécondés. Les cônes femelles sont un peu plus compliqués que les cônes mâles (vous ne le sauriez pas). Chaque écaille visible dans le cône de la graine est en réalité une branche latérale très réduite en elle-même. Ainsi, chaque écaille est homologue à l'ensemble du cône mâle. Le mégasporange, appelé nucelle chez les plantes à graines, est recouvert d'une couche de cellules protectrices appelée tégument, qui est ouverte à une extrémité. Cette petite ouverture, le micropyle, marque le point où le tube pollinique mâle se développera dans le mégasporange. Le mégasporange, avec son tégument, constitue l'ovule. Les graines se développent à partir des ovules. Chaque écaille dans le cône de graine a deux ovules sur la surface supérieure de l'écaille, et portera donc finalement deux graines côte à côte.

Les grains de pollen formés dans les microsporanges des pins ont de minuscules ailes de chaque côté. (Pourquoi? Parce qu'ils sont pollinisés par le vent ? Peut-être. mais nous avons récemment découvert que cela les aidait à flotter à travers le micropyle jusqu'à l'œuf, comme de minuscules ailes d'eau.). Les cônes d'ovulation s'ouvrent pour recevoir le pollen, puis peuvent se refermer pour protéger les embryons en développement.

Lorsque les grains de pollen atterrissent sur les cônes d'ovulation, ils forment un long tube pollinique. Au moment où ce tube atteint l'archégone, environ 15 mois après la pollinisation, le gamétophyte mâle est pleinement mature. Le tube pollinique pénètre par le micropyle. Le noyau du sperme se divise en deux et le tube pollinique libère deux spermatozoïdes. Un noyau de spermatozoïde dégénère, l'autre féconde l'ovule. Il faut environ 15 mois au gamétophyte femelle pour arriver à maturité, et environ le même temps pour que le tube pollinique du gamétophyte mâle l'atteigne.

La graine se développe dans le mégasporange. La graine est la structure contenant la plante embryonnaire et la nutrition stockée pour la soutenir. Une section de la surface de l'écaille se détache généralement avec la graine, donnant à la graine une petite aile pour l'aider à se disperser plus loin de l'arbre.

Les graines de conifères sont de petites structures très complexes, contenant des cellules de trois générations de l'arbre. Les tissus nutritifs à l'intérieur de la graine sont en fait les cellules haploïdes du corps du gamétophyte femelle. La graine contient également le sporophyte diploïde en développement, le petit conifère embryonnaire. L'enveloppe extérieure de la graine, le tégument résistant et protecteur, est formée à partir des cellules diploïdes du sporophyte parent. Les graines de pin, avec les glands, sont la source la plus importante de nourriture végétale pour la faune nord-américaine.

Examinez les cycadales et la fronde de cycadales exposées. En quoi les feuilles des cycadales diffèrent-elles de celles des angiospermes ? Les feuilles de cycad sont pleines de neurotoxines puissantes, de substances cancérigènes et d'autres produits chimiques toxiques ? Les cycadales sont protégées d'une autre manière, comme vous le savez si vous êtes tombé sur l'une des nombreuses cycadales du campus. Pourquoi faire évoluer des défenses si puissantes ?

Examinez les feuilles et les graines de ginkgo. Vous pourriez détecter une légère odeur, un rappel de l'odeur très désagréable que dégagent ces graines lorsque leur enveloppe charnue commence à pourrir. L'aspect délicat des feuilles donne au ginkgo son nom commun, le maidenhair tree. Où peut-on trouver ces arbres sur le campus ?

Notez la différence entre les graines couvertes de chair de Ginkgo et Podocarpe, et les graines sèches de Pinus. A quelle fonction aurait servi cette enveloppe charnue ? La réponse à cette question peut également expliquer pourquoi les graines de ginkgo puent vraiment.

Comparez Ephedra aux autres gymnospermes. Jusqu'à récemment, nous pensions que cette curieuse "plante tige" était étroitement liée aux plantes à fleurs. éphédra subit double fécondation, un trait fondamental des plantes à fleurs. Des preuves récentes, cependant, suggèrent que les Gnetophytes sont plus étroitement liés aux pins qu'aux angiospermes.

Examinez la branche de Podocarpus. Cette plante est apparentée à l'if. Selon la saison, la plante peut avoir une ou plusieurs graines couvertes de chair violacée, des versions plus petites des graines de ginkgo. Les graines sont très tentantes pour les petits enfants, mais les graines, ainsi que les feuilles et d'autres parties de la plante, sont toxiques. Vous pouvez trouver cet arbre qui pousse partout sur le campus et dans toute la ville.

Notez la différence entre les larges feuilles des angiospermes exposées et les comparer aux feuilles en forme d'aiguille des pins. Les aiguilles sont une adaptation pour conserver l'eau dans des environnements froids et secs. Ils sont également une excellente forme pour les espèces comme les pins qui dépendent de la pollinisation par le vent (Pourquoi?).

Passez en revue les étapes du cycle de vie du pin à l'aide des diapositives et d'autres documents exposés.

Examiner des diapositives de la cellule mère mégaspore. Observer la structure du strobile (pomme de pin femelle) et notez la mégasporophylles et mégasporanges.

Vous aurez besoin de regarder plusieurs sporanges, et peut-être plus d'une diapositive, pour trouver le cellule mère mégaspore. Notez que les sporanges assis sur les sporophylles sont directement exposés à l'air extérieur. Gymnosperm signifie "graine nue".

Examiner des diapositives de le strobile mâle (pomme de pin). Noter la microsporanges et le microsporophylles. Vous pouvez passer à une puissance élevée et observer les grains de pollen dans les sporanges ou passer à la lame de grain de pollen. Remarquez les deux grandes ailes (ressemblant à Mickey Mouse). Ces ailes étaient censées aider à la pollinisation par le vent, mais des preuves récentes suggèrent qu'elles aident le grain de pollen à flotter à travers le micropyle jusqu'à l'œuf.

Examinez les pommes de pin exposées. The smaller male cones are only on the tree for a short time. The larger female cones may persist for years (conifer = to bear cones).

Things to Remember

Know the life cycle of the pine. Be able to identify the various stages.

Ecological, Evolutionary, and Economic Importance

éphédra is the natural source of the drug ephedrin, which is used to treat hay fever, sinus headaches, and asthma (eg. sudafed tablets).

Zamia floridana is the only cycad native to the U.S., and was used by the Seminoles as a source of food.

Conifers are used for resin, pitch, turpentine, lumber, paper, and Christmas trees.

Pine seeds are a critical source of food for wildlife.

Cycads are important for landscaping, and add nitrogen to the soil for other plants.

Cycad stems are ground for use as sago flour in India, Japan, and other eastern nations.

Ginkgos are used for bonsai, as a source of herbal medicine, and as popular urban shade trees (because of their yellow autumn foliage and their resistance to air pollution).

Why do conifers have an adaptive advantage in cool, dry environments?

Conifer seeds are very complex structures, containing cells from three generations of the tree. Can you figure out which tissues come from which generation of the conifer?

Introduction to Angiosperms

Just as Gymnosperms forced non-seed plants into the ecological background, the evolution of Angiosperms, sometime during the Cretaceous, forced gymnosperms into restricted habitats. Wherever the earth was cold or dry, gymnosperms could prevail. But in all other habitats, flowering plants rapidly became the dominant plant life.

Flowering plants are able to survive in a greater variety of habitats than gymnosperms. Flowering plants mature more quickly than gymnosperms, and produce greater numbers of seeds. The woody tissues of angiosperms are also more complex and specialized. Their seeds are enclosed in a fruit for easy dispersal by wind, water, or animals. The leaves of angiosperms are mostly thin, extended blades, with an amazing diversity of shapes, sizes, and types.

The surface of the pollen grain has a complex three-dimensional structure. This structure is unique for each species, like a floral thumbprint. This is one of the ways that female plants can “recognize” pollen grains of the right species. It also means that pollen grains, which are abundant in the fossil record, allow us to reconstruct ancient plant communities, and these communities in turn tells us about ancient climates.

All angiosperms produce fleurs, reproductive structures that are formed from four whorls of modified leaves. Most flowers have showy petals to attract pollinators, bribing insects and other animals with nectar, to get them to carry the male gametophyte through the air to another flower. Animal pollination is common in angiosperms, in contrast to the mostly wind-pollinated gymnosperms.

Les ovules in angiosperms are encased in an ovary, not exposed on the sporophylls of a strobilus, as they are in gymnosperms. Angiosperm means "covered seed". The ovules develop into des graines, and the wall of the ovary forms a fruit to contain those seeds. Fruits attract animals to disperse the seeds.

Flowers consist of four whorls of modified leaves on a shortened stem: sépales, pétales, stamens (un anthère atop a slender filament), and one or more carpelles. Imagine a broad leaf with sporangia fastened along the edges of the leaf. (Some ferns actually look like this.) Now fold that leave over along the midrib, and you've enclosed the sporangia in a protected chamber. Toutes nos félicitations! You've just made a carpel.

The carpels are fused together to form a pistil, which consists of a stigmate (upper surface), a style (long, slender neck), and an ovaire (round inner chamber at the bottom) containing one or more ovules. The flower is analogous to the strobilus of pines and more primitive plants, except that only the inner two whorls (stamens and carpels) actually bear sporangia. The base of the flower is called the receptacle, and the tiny stalk that holds it is the pedicel. The life cycle of flowering plants is described in more detail below.

Kingdom Plantae - Angiosperms

Division Anthophyta - flowering plants (= Magnoliophyta, Angiospermophyta)

Class Monocotyledonae - monocots (Zéa, Lilium)

Class Dicotyledonae - dicots (Helianthus, Tilia)

  • sépale
  • petal
  • étamine
  • anthère
  • filament
  • carpelle
  • pistil
  • stigmate
  • style
  • ovaire
  • ovule
  • integument
  • pollen grain
  • sac embryonnaire
  • micropyle
  • pollen tube
  • double fertilization
  • endosperme
  • la graine
  • seed coat
  • cotyledons (seed leaves)
  • dicot
  • monocotylédone
  • simple fruit
  • simple dry fruit
  • simple fleshy fruit
  • compound fruit
  • multiple fruit
  • aggregate fruit
  • animal pollination
  • wind pollination

Let’s start with the male plants, which are a little less complicated. Microspores develop in microsporangia dans le anthers, at the tip of the étamine. Each anther has four microsporangia. Microspores develops by meiosis from the microspore mother cell. These microspores develop into pollen grains.

Pollen grains are the male gametophytes in flowering plants. Inside the pollen grain, the microspore divides to form two cells, a tube cell and a cell that will act as the sperm. Cross walls break down between each pair of microsporangia, forming two large pollen sacs. These gradually dry out and split open to release the pollen.

Meanwhile, inside the ovary, at the base of the carpel, the ovules, are developing, attached to the wall of the ovary by a short stalk. The megasporangia is covered by an integument, protective tissues that are actually part of the parent sporophyte. The nucellus and integuments together make up the ovule ( ----> seed).

The megaspore mother cell divides by meiosis to produce four haploid megaspores. Three of these megaspores degenerate, and the surviving fourth megaspore divides by mitosis. Each of the daughter nuclei divides again, making four nuclei, and these divide a third time, making a grand total of eight haploid nuclei. This large cell with eight nuclei is the embryo sac. This embryo sac is the female gametophyte in flowering plants.

One nucleus from each group of four migrates to the center. These are called the polar nuclei. The remaining three nuclei of each group migrates to opposite ends of the cell. Cell walls form around each group of three nuclei. The mature female gametophyte thus consists of only seven cells, three at the top, three at the bottom, and a large cell in the middle with two nuclei. One cell of the bottom three cells will act as the egg.

When the pollen grain reaches the stigma of the carpel, it germinates to form a pollen tube. This pollen tube will grow through the neck or style, all the way down to the bottom of the carpel, to a small opening called the micropyle.

The male gametophyte has two cells. One is the tube cell, the other will act as a sperm. As the pollen tube grows closer to the embryo sac, the sperm nucleus divides in two, so the mature male gametophyte has three haploid nuclei.

While the pollen tube is entering the ovule, the two polar nuclei in the female gametophyte fuse together, making one diploid nucleus. The two sperm nuclei enter the embryo sac. One sperm nucleus fuses with the egg nucleus to form a diploid zygote. The other sperm nucleus fuses with the fused polar nuclei to make a triploid cell.

This 3N cell will divide repeatedly to form the endosperm, the stored nutritive material inside the seed. This double fertilization occurs only in angiosperms and in Ephedra, the gnetophytes (though Ephedra doesn’t form endosperm).

The integuments develop into the tough outer seed coat, which will protect the developing embryo from mechanical harm or dessication. Thus the ovule, the integuments and the megasporangium they enclose, develops into the seed. The walls of the ovary then develop into the fruit. All angiosperms produce fruit, although we might not recognize many of these structures as “fruits”. (No such thing as “vegetables”, a convenient way to refer to a combination of fruits and leafy plant parts).


Seeds and Fruits

There is an incredible diversity of flower structure, not only in the number of sepals, petals, stamens, and carpels, but also in the way these modified leaves are attached with respect to the ovary. Linnaeus used these very characteristics to sort out the different related groups of flowering plants in his invention of binomial nomenclature, genus and species. All of these differences can affect the final physical appearance of the fruit. The ovary wall has three layers, each of which can develop into a different part of the fruit.

Simple fruits are fruits that develop from a single ovary. They can be either sécher, like grains, nuts and legumes, or fleshy, like apples, tomatoes and cucumbers. Compound fruits develop from a group of ovaries. They can be either multiple fruits or aggregate fruits. Dans multiple fruits, like the pineapple, the group of ovaries come from separate flowers. Each flower makes a fruit, and these fruit fuse together. Dans aggregate fruits, like strawberries and blackberries, the fruit develops from a flower with many carpels. Each of these carpels develops as a separate fruitlet, that fuse together to form the compound fruit.

Seeds all bear the plant version of the belly button. They have a crescent-shaped scar called a hilum, where the ovule was attached to the wall of the ovary. Right above the hilum, if you look very carefully, you can also see a little pinprick scar that is a vestige of the micropyle.

Inside the seed, the tiny sporophyte embryo develops. When it is nearly ready to germinate, the seed contains one or two thick embryonic leaves. These seed leaves, or cotyledons, will support the tender baby plant while it establishes its roots and starts to grow its regular leaves.

Most angiosperms, like roses, marigolds, and maple trees, are members of the Class Dicotyledones, the dicotylédones (170,000 sp.). These flowers have seeds with two seed leaves (di - cotyledon). Some angiosperms, like lilies, onions, and corn , are in the Class Monocotyledones, the monocotylédones (65,000 sp.). The seeds of monocots have only one seed leaf (mono - cot..). There are several other differences between these two groups, which we summarized in the last lab (plant structure). There are seed leaves everywhere in Spring, and its impossible to tell what they will become just by looking at them.

Examine slides of Lilium mature anthers. Observe the microsporangia, with all the developing grains de pollen à l'intérieur. Microspores are formed by meiosis, and these haploid cells develop into pollen grains, the male gametophyte in flowering plants. Find the anthers on the real and model flowers.

Examine slides of Lilium pollen tubes. You will see grains de pollen in every stage of germination, many with a long pollen tube attached.

Examine slides of Lilium embryo sac (8 nucleate stage). On low power, you can see the overall structure of the ovules very clearly. Try to identify the protective integuments and the tiny opening or micropyle where the pollen tube will enter. You may have to hunt through the slide to find the sac embryonnaire. The material has to be sliced just right to pass through the embryo sac. (That's why there are so many sections on each slide.)

The embryo sac is the female gametophyte of flowering plants. The pollen tubes grow down through the style and up into the ovary through the micropyle. One male nucleus fertilize the egg nucleus, the other fuses with two other embryo sac nuclei to form a 3N cell that develops into the stored food or endosperm. Ce processus est appelé double fertilization. The ovules, each with a fertilized egg, will develop into des graines, with the integuments forming the seed coat.

Examine the fruits on display. Be able to distinguish between simple dry fruit (rice, corn, oats, peanuts), simple fleshy fruit (tomatoes, cucumbers, peppers), and the two types of compound fruit, multiple fruit (pineapples) and aggregate fruit (strawberries, blackberries, or raspberries). Try to visualize, from cross sections of these fruits, how the carpels and ovules were arranged in the flowers that made these fruits.

Examine the biomounts of dicot and monocot seeds and seedlings, and any other angiosperm seeds on display. Notice that the seeds of corn and other monocotylédones send up a single cotyledon ou seed leaf (hence mono-cots). The seeds of beans and other dicotylédones send up two seed leaves (hence di-cots). These plump leaves carry the photosynthetic load while the young seedling establishes its roots, stem and first true leaves.

Things to Remember

Know the life cycle of flowering plants.

Understand the functions of flowers, seeds, and fruit.

Be able to distinguish monocots from dicots.

Economic, Ecological, and Evolutionary Importance

Most of our agricultural crops are angiosperms.

Commercial fruits and flowers are multi-billion dollar industries.

Angiosperms are the dominant planetary vegetation.

Why are angiosperms better competitors than gymnosperms in most habitats?

The evolutionary innovation of the seed is analogous to the evolution of the amniotic egg in reptiles. Both allowed a large group of organisms to become fully terrestrial. How does the seed give angiosperms an evolutionary advantage over more primitive plants?

The competitive success of angiosperms is partly due to animal pollination, which allowed angiosperms to exist as small scattered populations. The wind pollinated gymnosperms needed large contiguous populations for effective pollination. The coevolution of angiosperms and their pollinators has greatly increased the diversity of angiosperms.


Links to Explore

The Gymnosperm Database Home Page offers a wealth of information on individual species of gymnosperms, including copious links, at:


If you're interested in creating a mini-orchard in your backyard, consider some of these self-pollinating fruiting trees and shrubs. Some are best planted in warmer climates while others do well in temperate areas. While not all varieties are self-fertile, the following fruit types exhibit that trait:

  • Abricots
  • Figues
  • Nectarines
  • Les pêches
  • Sour cherries
  • Poires
  • Prunes
  • Myrtilles
  • Prunes

It's important to note that blueberries and pears are both self-fruitful, but cross-pollination produces higher yields and larger fruit.

About Persimmons

Persimmons are easy-to-grow fruit trees ideal for home gardens. Native to parts of Asia, they can survive a variety of soil conditions. Although they are self-fruitful, they will also cross-pollinate. Persimmon fruit from cross-pollination have seeds, but the fruit of self-fruiting trees are seedless.

The odd-shaped yellow quince fruit comes from small trees and shrubs with twisted branches. It is in the same plant family as pears, and gardeners use quince plants as a dwarfing rootstock for pears.

Persimmons are naturally sour until they fully mature, at which point they look and feel a bit like tomatoes. Fully mature persimmons are sweet and can be eaten on their own, pureed, made into jam, or otherwise enjoyed like any of the better-known fruits.


Flowers and Fruit

A fruitful shoot will usually produce one to three flower clusters (inflorescences) depending on variety. Flower clusters develop opposite the leaves typically at the third to sixth nodes from the base of the shoot, depending on the variety. If three flower clusters develop, two develop on adjacent nodes, the next node has none, and the following node has the third flower cluster. The number of flower clusters on a shoot is dependent upon the grape variety and the conditions of the previous season under which the dormant bud (that produced the primary shoot) developed. A cluster may contain several to many hundreds of individual flowers, depending on variety.


Grape buds and flowers. A compound bud with primary, secondary, and tertiary buds (L), and flowers from formation to cap fall to pre-fertilization. Illustration courtesy of Eric Stafne, Mississippi State University.

The grape flower does not have conspicuous petals, instead, the petals are fused into a green structure termed the calyptra, but commonly referred to as the cap. The cap encloses the reproductive organs and other tissues within the flower. A flower consists of a single pistil (female organ) and five stamens, each tipped with an anther (male organ). The pistil is roughly conical in shape, with the base disproportionately larger than the top, and the tip (called the stigma) slightly flared. The broad base of the pistil is the ovary, and it consists of two internal compartments, each having two ovules containing an embryo sac with a single egg. The anthers produce many yellow pollen grains, which contain the sperm. Wild grapevines, rootstocks (and a few cultivated varieties such as St. Pepin) have either pistillate (female) or staminate male flowers — that is, the entire vine is either male or female. Vines with female, pistillate flowers need nearby vines with staminate or perfect flowers to produce fruit. The majority of commercial grapevine varieties have perfect flowers, that is, both male and female components.

The period of time during which flowers are open (the calyptra has fallen) is called bloom (also flowering or anthesis), and can last from 1 to 3 weeks depending on weather conditions. Viticulturists variously refer to full bloom as the stage at which either approximately 50% or two-thirds of the caps have loosened or fallen from the flowers. Bloom typically occurs between 50 and 80 days after budburst.


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Pseudomonas citrii
Xanthomonas campestris pv. citri
Xanthomonas citri

Xanthomonas axonopodis is a rod-shaped Gram-negative bacterium with polar flagella. The bacterium has a genome length around 5 megabase pairs. A number of types of citrus canker diseases are caused by different pathovars and variants of the bacterium: [1]

  • The Asiatic type of canker (canker A), X. axonopodis pv. citri, caused by a group of strains originally found in Asia, is the most widespread and severe form of the disease.
  • Cancrosis B, caused by a group of X. axonopodis pv. aurantifolii strains originally found in South America is a disease of lemons, key lime, bitter orange, and pomelo.
  • Cancrosis C, also caused by strains within X. axonopodis pv. aurantifolii, only infects key lime and bitter orange.
  • A* strains, discovered in Oman, Saudi Arabia, Iran, and India, only infect key lime.

Plants infected with citrus canker have characteristic lesions on leaves, stems, and fruit with raised, brown, water-soaked margins, usually with a yellow halo or ring effect around the lesion. Older lesions have a corky appearance, still in many cases retaining the halo effect. The bacterium propagates in lesions in leaves, stems, and fruit. The lesions ooze bacterial cells that, when dispersed by windblown rain, can spread to other plants in the area. Infection may spread further by hurricanes. The disease can also be spread by contaminated equipment, and by transport of infected or apparently healthy plants. Due to latency of the disease, a plant may appear to be healthy, but actually be infected.

Citrus canker bacteria can enter through a plant's stomata or through wounds on leaves or other green parts. In most cases, younger leaves are considered to be the most susceptible. Also, damage caused by citrus leaf miner larvae (Phyllocnistis citrella) can be sites for infection to occur. Within a controlled laboratory setting, symptoms can appear in 14 days following inoculation into a susceptible host. In the field environment, the time for symptoms to appear and be clearly discernible from other foliar diseases varies it may be on the order of several months after infection. Lower temperatures increase the latency of the disease. Citrus canker bacteria can stay viable in old lesions and other plant surfaces for several months.

Xanthomonas axonopodis has the capability to form a biofilm for attachment on the host. The biofilm is the result of the production of extracellular polysaccharides (xanthan). The biofilm ensures the virulence and epiphytic survival of X. axonopodis pv. citri prior to the development of citrus canker. In addition, the bacteria secrete transcriptional activator-like (TAL) effectors through the type III secretion system. The effector interacts with host machinery to induce transcription for genes that regulate plant hormones such as gibberellin and auxin. [2] [3]

Xanthomonas axonopodis pv. citri overseason in an infected area which appears as a canker lesion on leaf or stem. The bacteria ooze out of the lesions when there is free moisture. During rainy weather, wind-blown rain carries the inoculum to new susceptible hosts. The bacteria infect new plants through stomata and wounds. Pruning or hedging can cut open mesophyll tissues, creating wounds through which the plant may be directly infected. The rain can also cause water congestion on the leaf surface, form columns of water through the stomata and promote infection through natural openings. Infections can form on fruit, foliage and young stem. Leaves and stems are most susceptible to infection within the first six weeks of initial growth. Infection of fruit is most likely to occur during the 90 day period after petal fall during fruit formation. [4] The varied size of lesions on citrus fruit is because of the multiple cycle of infections and can reflect different-aged lesions on the same fruit. [5] [6]

Favorable environmental conditions Edit

Wind-driven rain plays a major role in the dispersal of X. axonopodis. The bacteria are said to be readily dispersed by splashed rain and wind and the quantity of X. axonopodis declines after the first event of wind-blown rain dispersal. Apart from that, the bacteria also favor warm weather. The cases of citrus canker are more acute in areas that receive high rainfall and have high mean temperature, such as Florida. Often, cankers emerge briskly during fall, slowly during winter and most rapidly in mid to late spring. [7]

Detection Edit

The disease can be detected in groves and on fruit by the appearance of lesions. Early detection is critical in quarantine situations. Bacteria can be tested for pathogenicity by inoculating multiple citrus species with them. Additional diagnostic tests (antibody detection), fatty-acid profiling, and genetic procedures using polymerase chain reaction can be conducted to confirm diagnosis and may help to identify the particular canker strain. Clara H. Hasse determined that citrus canker was not of fungoid origin but was caused by a bacterial parasite. [8] [9] Her research published in the 1915 Journal of Agricultural Research played a major part in saving citrus crops in multiple states. [ citation requise ]

Susceptibility Edit

Not all species and varieties of citrus have been tested for citrus canker. Most of the common species and varieties of citrus are susceptible to it. Some species are more susceptible than others, while a few species are resistant to infection.

Susceptibilité Variété
Highly susceptible Grapefruit (Agrumes X paradisi), Key lime (C. aurantiifolia), Kaffir lime (C. hystrix), lemon (C. limon)
Sensible Limes (C. latifolia) including Tahiti lime, Palestine sweet lime trifoliate orange (Poncirus trifoliata) citranges/citrumelos (P. trifoliata hybrids) tangerines, tangors, tangelos (C. reticulata hybrids) sweet oranges (C. sinensis) bitter oranges (C. aurantium)
Résistant Citron (C. medica), Mandarins (C. reticulata)
Highly resistant Calamondin (X Citrofortunella), kumquat (Fortunella spp.)
Modified from: Gottwald, T.R. et al. (2002). Citrus canker: The pathogen and its impact. En ligne. Plant Health Progress [10]

Quarantine measures are implemented in areas where citrus canker is not endemic or has been obliterated to prevent the introduction of X. axonopodis. On the other hand, in regions where citrus canker occurs, Integrated Pest Management (IPM) is utilized. The most notable feature of this management program is the transposition of susceptible citrus plants to field resistant citrus cultivars. Apart from using resistant cultivars in fields, there are several measures that are taken to control citrus canker from causing failed crop. The measures can be divided into three major categories: exclusion, eradication and sanitation. [5] [1]

Exclusion Edit

Citrus trees or fruits from outside of the country are inspected to ensure they are bacteria-free trees. Under the management program, the production of Xac (X. axonopodis pv. citri)-free nursery trees for exclusion of canker from orchard is also mandatory. Because the bacteria can be introduced from countries with endemic canker or canker outbreaks, strict restrictions on citrus importation are implemented in citrus-growing countries. Citrus trees will only be grown on canker-free fields at least one year after effective eradication. Planting sites are also chosen to minimize favorable environmental conditions for the spread of X. axonopodis. For example, areas with strong wind are avoided to decrease the dispersal of bacterial inoculum to the susceptible citrus trees. [5] [1]

Eradication Edit

Once citrus canker is introduced into a field, removal of the infected trees is enacted to halt further spread of the bacteria. For instance, in Florida between 2000 and 2006, all citrus trees within 1,900 feet (580 m) of infected trees were required to be eradicated. [11] In the process, the infected trees are uprooted and burned. In urban areas, the trees are cut down and chipped, then disposed of in landfills. [5] [1]

Sanitation Edit

X. axonopodis pv. citri can be transmitted by mechanical means such as humans and machinery. As a sanitation measure, the workers in citrus orchards are required to do thorough decontamination of personnel and equipment to prevent the spread of bacteria from the infected areas. Aerosol inoculum is able to cause infection in wetted foliage in the zone of bacterial dispersal. Vehicles can also become contaminated by contacting the wet foliage. Contaminated equipment and machines can be disinfected by spraying bactericide. [5] [1]

Citrus canker is thought to have originated in the area of Southeast Asia-India. It is now also present in Japan, South and Central Africa, the Middle East, Bangladesh, the Pacific Islands, some countries in South America, and Florida. Some areas of the world have eradicated citrus canker and others have ongoing eradication programs, but the disease remains endemic in most areas where it has appeared. Because of its rapid spread, high potential for damage, and impact on export sales and domestic trade, citrus canker is a significant threat to all citrus-growing regions.

Australia Edit

The citrus industry is the largest fresh-fruit exporting industry in Australia. Australia has had three outbreaks of citrus canker, all of which have been successfully eradicated. The disease was found twice during the 1900s in the Northern Territory and was eradicated each time. In 2004, an unexplained outbreak occurred in central Queensland. The state and federal governments ordered all commercial groves, all noncommercial citrus trees, and all native lime trees (C. glauca) in the vicinity of Emerald to be destroyed rather than trying to isolate infected trees. Eradication was successful, with permission to replant being granted to farmers by the biosecurity unit of the Queensland Department of Primary Industries in early 2009.

Citrus canker was detected again in April 2018 and confirmed in May 2018 in the Northern Territory and Western Australia. [12]

Brazil Edit

Citrus is an important domestic and export crop for Brazil. Citrus agriculture is the second-most important agricultural activity in the state of São Paulo, the largest sweet orange production area in the world. [13] Over 100,000 groves are in São Paulo, and the area planted with citrus is increasing. Of the estimated 2 million trees, greater than 80% are a single variety of orange, and the remainder is made up of tangerine and lemon trees. Because of the uniformity in citrus variety, the state has been adversely affected by canker, causing crop and monetary losses. In Brazil, rather than destroying entire groves to eradicate the disease, contaminated trees and trees within a 30-m radius are destroyed by 1998, over half a million trees had been destroyed.

United States Edit

Citrus canker was first found in the United States in 1910 not far from the Georgia – Florida border. Subsequently, canker was discovered in 1912 in Dade County, more than 400 mi (600 km) away. Beyond Florida, the disease was discovered in the Gulf states and reached as far north as South Carolina. It took more than 20 years to eradicate that outbreak of citrus canker, from 1913 through 1931, $2.5 million in state and private funds were spent to control it—a sum equivalent to $28 million in 2000 dollars. [14] In 26 counties, some 257,745 grove trees and 3,093,110 nursery trees were destroyed by burning. Citrus canker was detected again on the Gulf Coast of Florida in 1986 and declared eradicated in 1994.

The most recent outbreak of citrus canker was discovered in Miami-Dade County, Florida, on September 28, 1995, by Louis Willio Francillon, a Florida Department of Agriculture agronomist. Despite eradication attempts, by late 2005, the disease had been detected in many places distant from the original discovery, for example, in Orange Park, 315 miles (500 km) away. In January 2000, the Florida Department of Agriculture adopted a policy of removing all infected trees and all citrus trees within a 1900-ft radius of an infected tree in both residential areas and commercial groves. Previous to this eradication policy, the department eradicated all citrus trees within 125 ft of an infected one. The program ended in January 2006 following a statement from the USDA that eradication was not feasible. [11] [15]


Voir la vidéo: Jamppa tuominen kevään ensi kukkanen (Février 2023).