Gymnospermes sont des plantes sans fleurs qui produisent des cônes et des graines. Le terme gymnosperm signifie littéralement «graine nue», car les graines de gymnospermes ne sont pas enfermées dans un ovaire. Ils sont plutôt exposés à la surface de structures ressemblant à des feuilles appelées bractées. Les gymnospermes sont des plantes vasculaires du sous-royaume Embyophyta et comprennent les conifères, les cycadales, les ginkgoes et les gnetophytes. Certains des exemples les plus reconnaissables de ces arbustes et arbres ligneux comprennent les pins, les épicéas, les sapins et les ginkgoes. Les gymnospermes sont abondants dans Foret tempérée et forêt boréale biomes avec des espèces qui peuvent tolérer des conditions humides ou sèches.
contrairement à angiospermes, les gymnospermes ne produisent ni fleurs ni fruits. On pense qu'elles sont les premières plantes vasculaires à habiter les terres apparues au Trias il y a environ 245 à 208 millions d'années. Le développement d'un système vasculaire
capable de transporter l'eau dans toute la plante a permis la colonisation des terres par les gymnospermes. Aujourd'hui, il existe plus de mille espèces de gymnospermes appartenant à quatre divisions principales: Coniferophyta, Cycadophyta, Ginkgophyta, et Gnetophyta.le Coniferophyta la division contient conifères, qui ont la plus grande variété d'espèces parmi les gymnospermes. Plus conifères sont persistantes (conservent leurs feuilles tout au long de l'année) et comprennent certains des arbres les plus grands, les plus hauts et les plus anciens de la planète. Des exemples de conifères comprennent les pins, les séquoias, les sapins, la pruche et les épicéas. Les conifères sont une source économique importante de bois et de produits, tels que le papier, qui sont développés à partir du bois. Le bois de gymnospermes est considéré comme du bois tendre, contrairement au bois dur de certains angiospermes.
Le mot conifère signifie «porte-cône», une caractéristique distincte commune aux conifères. Les cônes abritent les structures reproductrices mâles et femelles des conifères. La plupart des conifères sont monoïque, ce qui signifie que les cônes mâles et femelles peuvent être trouvés sur le même arbre.
Un autre trait facilement identifiable des conifères est leur forme d'aiguille feuilles. Différentes familles de conifères, telles que Pinaceae (pins) et Cupressaceae (cyprès), se distinguent par le type de feuilles présentes. Les pins ont de simples feuilles en forme d'aiguilles ou des fouillis de feuilles d'aiguilles le long de la tige. Les cyprès ont des feuilles plates en forme d'écailles le long des tiges. Autres conifères du genre Agathis ont des feuilles elliptiques épaisses et des conifères du genre Nageia ont de larges feuilles plates.
Les conifères sont des membres remarquables du biome de la forêt de la taïga et ont des adaptations pour la vie dans l'environnement froid des forêts boréales. La grande forme triangulaire des arbres permet à la neige de tomber plus facilement des branches et les empêche de se briser sous le poids de la glace. Les conifères à feuilles d'aiguille ont également une couche cireuse à la surface des feuilles pour aider à prévenir la perte d'eau dans le climat sec.
le Cycadophyta la division des gymnospermes comprend les cycadales. Cycadales se trouvent dans les forêts tropicales et les régions subtropicales. Ces plantes à feuilles persistantes ont une structure de feuilles ressemblant à des plumes et de longues tiges qui étalent les grandes feuilles sur le tronc épais et ligneux. À première vue, les cycadales peuvent ressembler à des palmiers, mais elles ne sont pas apparentées. Ces plantes peuvent vivre de nombreuses années et ont un processus de croissance lent. Le palmier King Sago, par exemple, peut prendre jusqu'à 50 ans pour atteindre 10 pieds.
Contrairement à de nombreux conifères, les cycas ne produisent que des cônes mâles (produisent du pollen) ou des cônes femelles (produisent des ovules). Les cycas femelles produisant des cônes ne produiront des graines que si un mâle se trouve à proximité. Les cycadales dépendent principalement des insectes pour la pollinisation, et les animaux aident à la dispersion de leurs grosses graines colorées.
Ginkgo biloba sont les seules plantes survivantes du Ginkgophyta division des gymnospermes. Aujourd'hui, les plantes de ginkgo à croissance naturelle sont exclusives à la Chine. Le ginkgo peut vivre des milliers d'années et se caractérise par des feuilles caduques en éventail qui jaunissent en automne. Ginkgo biloba sont assez grands, avec les plus grands arbres atteignant 160 pieds. Les arbres plus âgés ont des troncs épais et des racines profondes.
Le ginkgo prospère dans les zones bien ensoleillées qui reçoivent beaucoup d'eau et ont beaucoup de drainage du sol. Comme les cycadales, les plantes de ginkgo produisent des cônes mâles ou femelles et ont des spermatozoïdes qui utilisent flagelle nager vers l'œuf dans l'ovule femelle. Ces arbres durables sont résistants au feu, aux ravageurs et aux maladies, et ils produisent des produits chimiques censés avoir une valeur médicinale, dont plusieurs flavinoïdes et terpènes aux propriétés antioxydantes, anti-inflammatoires et antimicrobiennes.
La division gymnospermes Gnetophyta possède un petit nombre d'espèces (65) réparties dans trois genres: Ephedra, Gnetum, et Welwitschia. Beaucoup d'espèces du genre Ephedra sont des arbustes que l'on trouve dans les régions désertiques des Amériques ou dans les régions hautes et fraîches des montagnes himalayennes en Inde. Certain Ephedra Les espèces ont des propriétés médicinales et sont à l'origine de l'éphédrine, un médicament décongestionnant. Ephedra les espèces ont des tiges minces et des feuilles en forme d'écailles.
Gnetum certaines espèces contiennent des arbustes et des arbres, mais la plupart sont des vignes ligneuses qui grimpent autour d'autres plantes. Ils habitent forêts tropicales humides et ont de larges feuilles plates qui ressemblent aux feuilles des plantes à fleurs. Les cônes reproducteurs mâles et femelles sont contenus sur des arbres séparés et ressemblent souvent à des fleurs, bien qu'ils ne le soient pas. La structure des tissus vasculaires de ces plantes est également similaire à celle de plantes fleuries.
Welwitschia a une seule espèce, W. mirabilis. Ces plantes ne vivent que dans le désert africain de la Namibie. Ils sont très inhabituels en ce qu'ils ont une grande tige qui reste près du sol, deux grandes feuilles arquées qui se divisent en d'autres feuilles au fur et à mesure de leur croissance et une grande racine pivotante profonde. Cette plante peut résister à la chaleur extrême du désert avec des pointes de 50 ° C (122 ° F), ainsi qu'au manque d'eau (1-10 cm par an). Masculin W. mirabilis les cônes sont de couleurs vives et les cônes mâles et femelles contiennent du nectar pour attirer les insectes.
Dans le cycle de vie des gymnospermes, les plantes alternent entre une phase sexuelle et une phase asexuée. Ce type de cycle de vie est appelé alternance de générations. La production de gamètes se produit pendant la phase sexuelle ou génération de gamétophytes du cycle. Spores sont produites dans la phase asexuée ou génération de sporophytes. Contrairement à plantes non vasculaires, la phase dominante du cycle de vie des plantes pour les plantes vasculaires est la génération des sporophtyes.
Dans les gymnospermes, le sporophyte végétal est reconnu comme étant le gros de la plante elle-même, y compris les racines, les feuilles, les tiges et les cônes. le cellules du sporophyte végétal sont diploïde et contiennent deux ensembles complets de chromosomes. Le sporophyte est responsable de la production de haploïde spores à travers le processus de méiose. Contenant un ensemble complet de chromosomes, les spores se développent en haploïdes gamétophytes. Les gamétophytes végétaux produisent des mâles et des femelles gamètes qui s'unissent à la pollinisation pour former un nouveau zygote diploïde. Le zygote mûrit en un nouveau sporophyte diploïde, complétant ainsi le cycle. Les gymnospermes passent la majeure partie de leur cycle de vie dans la phase des sporophytes, et la génération de gamétophytes dépend totalement de la génération de sporophytes pour leur survie.
Les gamètes femelles (mégaspores) sont produites dans des structures de gamétophytes appelées archégonie situé dans des cônes ovulés. Les gamètes mâles (microspores) sont produits dans pollen cônes et se développent en grains de pollen. Certaines espèces de gymnospermes ont des cônes mâles et femelles sur le même arbre, tandis que d'autres ont des cônes mâles ou femelles distincts produisant des arbres. Pour que la pollinisation ait lieu, les gamètes doivent entrer en contact les uns avec les autres. Cela se produit généralement par le vent, le transfert d'animaux ou d'insectes.
Fertilisation chez les gymnospermes se produit lorsque les grains de pollen entrent en contact avec l'ovule femelle et germent. Les spermatozoïdes se dirigent vers l'ovule à l'intérieur de l'ovule et fertilisent l'ovule. Chez les conifères et les gnetophytes, les spermatozoïdes n'ont pas de flagelles et doivent atteindre l'ovule par la formation d'un Tube de pollen. Dans les cycas et les ginkgoes, les spermatozoïdes flagellés nagent vers l'ovule pour la fécondation. Lors de la fécondation, le zygote résultant se développe dans la graine du gymnosperme et forme un nouveau sporophyte.
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