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BV2: Biologie Végétale 2 Enseignants: X. Vekemans et M.-H. Bouchet (responsable

BV2: Biologie Végétale 2 Enseignants: X. Vekemans et M.-H. Bouchet (responsables); g g L. Amsellem; A. Créach; F. Gevaert; J.-L. Hilbert; Y. Lemoine Responsable T.D./T.P.: M.-H. Bouchet Prof Xavier Vekemans: Prof. Xavier Vekemans: bureau SN2.203 i k @ i lill 1 f xavier.vekemans@univ-lille1.fr Evaluation: Thé i Æ E Théorie Æ Examen TP/TD Æ Travaux + Colle Note Æ 50:50 Support pédagogique disponible sur http://www.univ-lille1.fr/gepv Æ choisir lien "Ressources pédagogiques" BV2: Biologie Végétale 2 BV2: Biologie Végétale 2 Objectifs du cours Exploration de la diversité du monde végétal au travers de son organisation taxonomique • Évolution des appareils végétatifs • Évolution des modes de reproduction Évolution des modes de reproduction BV2: Biologie Végétale 2 Plan du cours BV2: Biologie Végétale 2 1. Introduction. Classification phylogénétique des végétaux 2. L'origine des plastes: théorie de l'endosymbiose Y. Lemoine 3. Le groupe des champignons J.-L. Hilbert 3. Le groupe des champignons J. L. Hilbert 4. Les groupes d'algues: A. Créach; F. Gevaert 5. Les Trachéophytes I: "Ptéridophytes" A.-S. Blervacq/M.-H. Bouchet 6. Les Trachéophytes II: Spermaphytes X.Vekemans/L. Amsellem Ouvrages de référence Ouvrages de référence •Introduction à la botanique G. Ducreux, 2002, 256 pp. Belin ed. ISBN:2-7011-3080-8. •Plant Systematics: a phylogenetic approach Judd et al., 2002, 576 pp. Sinauer Associates, Sunderland, USA, ISBN:0- , pp , , , 87893-403-0. •Classification phylogénétique du vivant G Lecointre & H Classification phylogénétique du vivant G. Lecointre & H. Le Guyader, 2001 Belin ed. •Biologie et phylogénie des algues Tome 1 B de Reviers •Biologie et phylogénie des algues Tome 1 B. de Reviers, 2002, 352 pp. Belin ed. ISBN:2-7011-3083-2 1.Introduction. Classification phylogénétique 1.Introduction. Classification phylogénétique des végétaux 1.1. Evolution de la place des lignées végétales dans le monde du vivant 1 2 Classification phylogénétique: principes et méthodes 1.2. Classification phylogénétique: principes et méthodes 1.3. Classification phylogénétique des végétaux 1.Introduction. Classification phylogénétique p y g q des végétaux •Objectifs de la classification: – définir un vocabulaire commun Æ définition internationale non équivoque des noms d'organismes/de groupes d'organismes – assurer au max. la cohérence et la stabilité du vocabulaire – assurer la valeur prédictive de l'appartenance à un groupe assurer la valeur prédictive de l appartenance à un groupe d'organismes Æ informations sur caractéristiques végétatives et reproductives de l'organisme p g 1.Introduction. Classification phylogénétique des végétaux • Etapes de construction d'une classification 1. délimiter et nommer les groupes d'organismes 2. assigner un rang à chaque groupe d'organismes Æ classification hiérarchique Viridiplantae (plantes vertes) Groupe règne Rang Embryophyta (embryophytes ou plantes terrestres) Tracheophytina (trachéophytes ou plantes phylum ou division sous-phylum Angiospermopsida (angiospermes) Tracheophytina (trachéophytes ou plantes vasculaires) Sapindales sous-phylum classe ordre Sapindaceae Sapindales famille ordre Acer (érable) Acer campestris (érable champêtre) genre espèce 1.Introduction. Classification phylogénétique p y g q des végétaux • Qu'est-ce qu'un végétal? – organisme immobile? (>< corail, éponges, anémones de mer) – organisme photosynthétique? – organisme vert chlorophyllien? – organisme appartenant au "règne végétal"? Æ Historique de la classification des végétaux q g 1.1.Evolution de la place des lignées végétales dans monde vivant La vision à 3 règnes du monde du vivant (Aristote) orientation i orientation progressive: végétal Æ animal (éponges, corail) 1.1.Evolution de la place des lignées végétales dans monde vivant La ision à 3 règnes d monde d i ant (Æ1ère moitié XXème siècle) La vision à 3 règnes du monde du vivant (Æ1ère moitié XXème siècle) =cyanobactér. Î Règne végétal = groupe "hétérogène" 2002) Riviers, 2 = embryo- phytes ré de de R = plantes terrestres (tir 1.1. Evolution de la place des lignées végétales dans monde vivant Le système à 5 règnes de Whittaker (1969) fungi = champignons plantae animalia fi é animalia = fixés, non prédateurs mais hétérotrophes s, 2002) de Riviers protista ∃algues vertes (tiré de d monera = eucaryotes unicellulaires unicellulaires ( monera = procaryotes 1.1. Evolution de la place des lignées végétales dans monde vivant Séparation entre Protista et Plantae dans le système à 5 Plantae Plantae dans le système à 5 règnes de Whittaker (1969) Protista unicel- lulaires Îaffinités morphologiques et biochimiques entre algues brunes (multi-cellulaires) t l "b d é" i ll l i 02) lulaires et algues "brun-doré" unicellulaires (Chrysomerophyceae, Xanthophyceae): - spores flagellées des algues brunes viers, 200 p g g - pigments de de Riv (tiré d 1 1 Evolution de la place des lignées végétales dans monde vivant 1.1. Evolution de la place des lignées végétales dans monde vivant Caractérisation morphologique/biochimique détaillée Î i i è é d impasse car ≠critères peuvent suggérer des regroupements ≠ Æ Ordre? Critère universel? Î relations phylogénétiques Î adoption de la Î relations phylogénétiques Î adoption de la classification phylogénétique classification phylogénétique 1.2. Classification phylogénétique: principe et méthodes 1.2. Classification phylogénétique: principe et méthodes • Principe de base: évolution biologique Ö tous êtres vivants Æ ont un ancêtre commun Ö reliés par branches Æ arbre phylogénétique du vivant (cf. "Tree of life": http://tolweb.org/tree/phylogeny.html) Racine du vivant: Racine du vivant: Eucaryotes: 1.2. Classification phylogénétique: principe et méthodes Groupe "homogène" = groupe monophylétique: Définition: Un groupe monophylétique est un groupe de taxons qui comprend de manière h ti t l d d t d' êt exhaustive tous les descendants d'un ancêtre Æ appellé un clade Î introduction de notions phylogénétiques dans la classification 1.2. Classification phylogénétique: principe et méthodes Groupe "hétérogène" = groupe polyphylétique: déf U l h léti t d t i èd t déf. Un groupe polyphylétique est un groupe de taxons qui ne possèdent pas d'ancêtre commun direct 1.2. Classification phylogénétique: principe et méthodes Séparation entre Protista et Plantae dans le système à 5 Plantae Viridiplantae = plantes vertes Plantae dans le système à 5 règnes de Whittaker (1969) Viridiplantae = végétaux sensu stricto Protista unicel- lulaires Î règne Plantae = polyphylétique V d p a tae végétau sensu st icto 02) lulaires Î Règne Viridiplantae l viers, 200 = plantes vertes = groupe monophylétique - groupes d'"algues vertes" de de Riv g p g - Embryophytes = plantes terrestres (tiré d Introduction à la classification des végétaux: é l i d l l d li é é é l d d i évolution de la place des lignées végétales dans monde vivant • Anciens "règne végétal" ou "Plantae" Æ dénominations rejetées car polyphylétiques (Æ végétaux sensu lato) • Groupe monophylétique le plus large Æ règne "Viridiplantae" = plantes vertes {algues vertes + Embryophytes (= pl. terrrestres)} Æ égéta s s (réponse à q estion "q 'est ce q ' n égétal"?) végétaux s.s. (réponse à question "qu'est-ce qu'un végétal"?) • Ne font pas partie des Viridiplantae (même si étudiés dans ce cours) : C anoph tes l e ble es ( b té ie ) d i e de B te i – Cyanophytes = algues bleues (cyanobactéries) ⊂domaine des Bacteria – Eumycota = champignons ⊂règne Opisthokonta (+ animaux) Rhodophytes = algues rouges – Rhodophytes = algues rouges – Phaeophytes = algues brunes ⊂groupe des Stramenopiles (+ diatomées) 1 2 Classification phylogénétique: principe et méthodes 1.2. Classification phylogénétique: principe et méthodes Distinction entre •Floristique Î inventaire et identification des espèces •Classification Î forme des groupes hiérarchiques d'espèces g p q p •Critères Æ floristique: morphologie externe •Critères Æ floristique: morphologie externe •Critères Æ classification: séquences ADN (morphologie ext., i bi hi i ) anatomie, caract. biochimiques) 1.2. Classification phylogénétique: principe et méthodes Les méthodes de la systématique moléculaire i i i d d l l i A. Acquisition de données moléculaires (séquences d'ADN) populat. ind. RAPD1 RAPD2 RAPD3 RAPD4 RAPD5 RAPD6 1 1 1 0 1 1 0 1 1 2 1 1 0 1 0 1 1 3 1 1 1 1 0 1 1 4 0 0 0 0 0 1 1 4 0 0 0 0 0 1 1 5 1 0 1 1 0 1 1 6 1 1 1 1 0 1 1 7 0 0 1 1 0 0 2 1 1 0 1 0 0 0 2 2 1 1 1 1 0 1 2 3 1 0 0 1 0 1 2 4 1 0 1 1 0 1 2 5 1 0 1 1 0 0 2 6 1 1 1 1 0 1 2 7 1 1 0 1 0 1 2 8 1 0 0 1 0 1 B. Reconstructions phylogénétiques C. Test de robustesse des reconstructions phylogénétiques phylogénétiques 1.2. Classification phylogénétique: principe et méthodes p y g q p p Les méthodes de la systématique moléculaire A A i i i d d é lé l i ( é d'A ) A. Acquisition de données moléculaires (séquences d'ADN) …AGACTTACGG… Les méthodes de la systématique moléculaire: A A i iti d d é lé l i A. Acquisition de données moléculaires • Comparaison de séquences ADN entre elles: AGC AGT ACC TAA CAC TAG Alignement de séquences partielles du gène X AGC AGT ACC TAA CAC TAG AGC TGA ACC TTA AAG TAT AGC TGA ACT TTA AAC TAT b Õ Õ b Calcul de p = proportion de différences nucléotidiques entre 2 séquences Calcul de p proportion de différences nucléotidiques entre uploads/Ingenierie_Lourd/ l2-s4-bv2-vekemans-introduction.pdf