De l’eau à la terre

Le règne Plantae est apparu il y a environ 410 millions d'années, lorsque les algues vertes sont passées de l'eau à la terre. Cette terre était un environnement relativement peu colonisé avec des ressources suffisantes. Les environnements terrestres offraient également plus de lumière et de dioxyde de carbone, dont les plantes ont besoin pour croître et survivre.

Cependant, les différences marquées entre la terre et la mer ont posé un formidable défi aux premières espèces colonisatrices, suscitant de nombreuses adaptations nouvelles qui ont abouti à la grande variété de formes végétales observées aujourd'hui

Une adaptation précoce a été le développement d’un revêtement cireux extérieur, appelé cuticule. Les cuticules servent à protéger les plantes contre la dessiccation, en piégeant l’humidité à l’intérieur. Cependant, cette adaptation a empêché l’échange direct de gaz à travers la surface des plantes. En conséquence, des pores se sont développés sur les surfaces extérieures des plantes qui ont permis l’absorption du dioxyde de carbone et la libération d’oxygène.

D’autres structures étaient nécessaires pour faciliter le transport de l’eau et des nutriments du sol vers les parties supérieures de la plante. En conséquence, le tissu vasculaire s'est développé, qui sert non seulement à transporter l'eau et les nutriments vers toutes les zones de la plante, mais qui fournit également un soutien structurel lorsque les tiges deviennent plus hautes et plus fortes.

Pour accueillir la reproduction sur terre, les plantes terrestres ont développé les gamétanges — des structures de reproduction qui protègent les gamètes et les embryons de l’environnement difficile à l’extérieur de la plante. Chez les mâles, cette structure est appelée l’anthéridie, tandis que, chez les femelles, on l’appelle l’archégone.

Différentes stratégies ont évolué pour faciliter le transport de spermatozoïdes des anthéridies aux ovules dans l’archégone. Il s’agit notamment de la nage du spermatozoïde d’une structure à l’autre, transporté par le vent, ou transporté par des pollinisateurs comme les abeilles et les oiseaux. Le mode précis utilisé est unique à chaque classification des plantes. Après la fécondation, les ovules sont conservés dans les archégones pour protéger et nourrir l’embryon en développement, ou le sporophyte.

Une autre adaptation importante de la reproduction a été la génération de graines. Bien que les plantes terrestres n’ont pas toutes des graines, les graines sont avantageuses pour de nombreuses raisons. Sans ces structures, les plantes ont besoin d’environnements humides pour transporter les gamètes d’un endroit à l’autre. Souvent, chez les plantes sans graines, les spores mâles et femelles sont approximativement de la même taille et se déplacent toutes les deux. Cependant, les plantes avec des graines contiennent généralement de petites spores mâles adaptées pour être très mobiles, appelées grains de pollen, qui se rendent aux gamétophytes des femelles pour déposer le spermatozoïde directement sur l'ovule. Une fois que survient la fécondation, une graine se forme qui contient l’embryon végétal et un approvisionnement en nutriments.

Ces adaptations ont créé des espèces végétales bien adaptées à la vie dans les environnements terrestres.

Principales lignées de plantes

Bien qu'il existe aujourd'hui d'innombrables variétés de plantes, toutes peuvent être classées dans l'un des trois groupes suivants : non vasculaire, vasculaire sans graines et vasculaire avec graines. Les plantes non vasculaires sont les plus ancestrales et les moins complexes, y compris les mousses, les hépatiques et les anthocérotes. Ensuite, les plantes vasculaires sans graines comprennent les fougères et les prêles, et ont été le premier groupe à faire évoluer un système de transport vasculaire. Le dernier groupe, les plantes vasculaires avec graines, comprend toutes les espèces restantes. Ce groupe est le plus diversifié et occupe la plus large gamme d’habitats, et il est divisé en deux sous-groupes majeurs, les angiospermes et les gymnospermes. Les angiospermes comprennent toutes les plantes à fleurs et à fruits, avec du pollen transporté par le vent ou transporté par les pollinisateurs. Les gymnospermes sont des plantes non fleuries, y compris les conifères, les cycas et le ginkgo. Ces espèces produisent des graines nues non protégées par les fruits et du pollen transporté par le vent.