Hépatiques
Caractéristiques générales
Cycle de vie
Dispersion des spores
Reproduction asexuée
Évolution
Ressources
Les hépatiques sont l’une des trois classes du phylum des plantes Bryophyta. Les deux autres classes sont les mousses et les cornues. Les hépatiques sont de petites plantes terrestres vertes. Ils n’ont pas de vraies racines, tiges ou feuilles. Au lieu de cela, ils ont une structure en forme de feuille au-dessus du sol, connue sous le nom de thalle, et une structure souterraine, connue sous le nom de rhizoïde. La plupart des hépatiques se trouvent dans des environnements humides et elles ont tendance à être moins résistantes à la dessiccation que leurs parents, les mousses. Certaines espèces d’hépatiques se trouvent en Amérique du Nord tempérée, mais la plupart des espèces poussent sous les tropiques.
Caractéristiques générales
Comme les mousses et les plantes supérieures, les hépatiques utilisent la chlorophylle-a, la chlorophylle-b et les caroténoïdes comme pigments photosynthétiques et stockent leurs réserves alimentaires sous forme d’amidon. Comme dans les mousses et les plantes supérieures, leurs parois cellulaires sont composées de cellulose.
Comme les mousses et les cornues, les hépatiques sont restreintes aux environnements humides pour deux raisons principales: Premièrement, elles ne disposent pas d’un système vasculaire permettant un transport efficace de l’eau et de la nourriture. Deuxièmement, leurs spermatozoïdes doivent nager dans l’eau pour atteindre les ovules.
Les thalles de la plupart des hépatiques ont une morphologie dorsiventrale. En d’autres termes, ils ont des côtés avant et arrière distincts. À cet égard, les thalles de l’hépatique sont similaires aux feuilles des plantes supérieures.
Le nom « liverwort” est vieux de plusieurs siècles et a été donné à ces plantes parce que leurs thalles sont en forme de foie. Autrefois, les gens croyaient à la « doctrine des signatures », qui dictait qu’une partie de la plante qui ressemble à un organe corporel pouvait être utilisée pour traiter les maladies de cet organe. Ainsi, les hépatiques ont été utilisés pour traiter les maladies du foie. La science occidentale a depuis longtemps discrédité la doctrine des signatures, bien qu’elle soit toujours préconisée par divers mouvements « New Age” et autres mouvements pseudoscientifiques.
Cycle de vie
Les caractéristiques générales du cycle de vie de l’hépatique sont les mêmes que chez les mousses. Les deux ont une alternance caractéristique de générations dans lesquelles le sporophyte diploïde multicellulaire dépend du gamétophyte haploïde vert et « feuillu”. Comme pour les mousses, le gamétophyte des hépatiques est la forme la plus couramment observée dans la nature.
Chez la plupart des espèces, une spore d’hépatique haploïde germe et donne naissance à un protonème unicellulaire,
une petite cellule filamenteuse. En général, le gamétophyte haploïde se développe à partir du protonème. Chez la plupart des hépatiques, le gamétophyte est couché, bien que chez certaines espèces il soit érigé. Typiquement, le gamétophyte a un rhizoïde souterrain, une structure unicellulaire spécialisée qui ancre l’hépatique à son substrat et absorbe les nutriments du sol.
Les organes reproducteurs mâles et femelles, l’anthère-idia et l’archégonie, se développent à partir du gamétophyte. Ceux-ci proviennent directement du thalle ou sont portés sur des tiges. Environ 80% des espèces d’hépatiques sont dioïques (mâles et femelles sur des plantes séparées) et les 20% restants sont monoïques (mâles et femelles sur la même plante). Chaque archégonium produit un seul œuf; chaque anthéridium produit de nombreux spermatozoïdes mobiles, chacun avec deux flagelles. Les spermatozoïdes doivent nager dans l’eau pour atteindre l’archégonium. Ensuite, le sperme fertilise l’ovule pour former une cellule diploïde. Cela se développe finalement en un sporophyte diploïde multicellulaire.
Le sporophyte des hépatiques, comme celui des mousses, a une capsule terminale portée sur une tige, appelée seta. Au fur et à mesure que le sporophyte se développe, des spores haploïdes se forment à l’intérieur de la capsule. En général, les sporophytes des hépatiques sont plus petits et plus simples en morphologie que ceux des mousses. Une autre différence est que la seta de l’hépatique s’allonge après la maturation de la capsule, tandis que la seta de la mousse s’allonge avant la maturation de la capsule.
Dispersion des spores
Les hépatiques ont une méthode caractéristique de dispersion des spores. À l’intérieur de la capsule sporophyte, les spores sont attachées à des cellules spécialisées appelées élatères. L’élateur est de forme tubulaire et présente un ou plusieurs épaississements de paroi cellulaire orientés hélicoïdalement selon le grand axe de la cellule. Ces épaississements hélicoïdaux sont hydroscopiques, en ce sens qu’ils absorbent facilement l’eau.
TERMES CLÉS
Diploïde – Noyau ou cellule contenant deux copies de chaque chromosome, généré par fusion de deux noyaux haploïdes.
Cellules tubulaires spécialisées en élater avec des épaississements de la paroi cellulaire à orientation hélicoïdale auxquels sont attachées les spores de l’hépatique.
Gamétophyte – La génération haploïde produisant des gamètes dans le cycle de vie d’une plante.
Gemma – Structure reproductrice asexuée multicellulaire des mousses et des hépatiques.
Haploïde — Noyau ou cellule contenant une copie de chaque chromosome.
Méiose – Division du noyau de la cellule dans laquelle le nombre de chromosomes est réduit de moitié, généralement du diploïde au haploïde.
Sporophyte – La génération diploïde productrice de spores dans le cycle de vie d’une plante.
Thalle – Un corps de plante unique dépourvu de tige, de feuilles et de racines distinctes.
Au fur et à mesure que la capsule d’hépatique sèche, elle s’ouvre. Ensuite, les épaississements de la paroi cellulaire hélicoïdale de l’élater se dessèchent et l’élater change de forme. Au fur et à mesure, l’élater libère les spores liées, qui sont ensuite dispersées par le vent.
Reproduction asexuée
Comme les mousses, de nombreuses espèces d’hépatiques se reproduisent en fabriquant des gemmes, de petites structures reproductrices circulaires ou sphériques portées à l’intérieur de coupes de gemmes qui se forment au-dessus du thalle. La formation de gemmes est une forme importante de reproduction asexuée chez de nombreuses espèces d’hépatiques et de mousses.
Evolution
Il n’y a que quelques fossiles d’hépatiques et de mousses et il n’y a pas de fossiles d’hépatiques. En effet, les tissus mous de ces bryophytes ne se fossilisent pas bien. Le plus ancien fossile d’hépatique connu date de la fin du Dévonien, il y a environ 350 millions d’années. La plupart des botanistes croient qu’ils sont nés bien avant cela.
Certains botanistes ont proposé qu’il existe plus de 10 000 espèces d’hépatiques dans le monde. Une estimation plus réaliste est d’environ 6 000. Le nombre d’espèces a peut-être été surestimé dans le passé car la morphologie de nombreuses espèces est élastique, en ce sens qu’elle diffère selon les environnements. Cela rend l’identification des espèces d’hépatiques très difficile, généralement plus difficile que celle des plantes supérieures.
Fait intéressant, même si les hépatiques sont nées plusieurs centaines de millions d’années avant les plantes à fleurs, il existe plusieurs centaines de milliers d’espèces de plantes à fleurs mais seulement environ 6 000 espèces d’hépatiques. La raison en est peut-être que les hépatiques dépendent du mécanisme inefficace des spermatozoïdes transportés par l’eau pour la reproduction sexuée. Ainsi, il a été proposé que la plupart des espèces d’hépatiques s’appuient sur des gemmes asexuées comme moyen de reproduction. La reproduction asexuée tend à réduire la diversité génétique. Étant donné que la diversité génétique est nécessaire pour que les nouvelles espèces évoluent, les hépatiques et autres bryophytes peuvent avoir évolué en une sorte d’impasse évolutive.
Voir aussi Bryophyte.
Ressources
LIVRES
Greenaway, T.Mousses et hépatiques. Austin, TX : Steck-Vaughn, 1992.
Margulis, L., et Schwartz, K.V. Cinq royaumes. Il s’agit de la première édition de la série.
AUTRE
Université du sud de l’Illinois à Carbondale. « Bryophytes: Mousses, Hépatiques et Hornworts »<http://bryophytes.plant.siu.edu/marchantiophyta.html> (consulté le 2 décembre 2006).
University of Massachusetts, Amherst: Biological Sciences. « Liverworts” <http://www.bio.umass.edu/biology/conn.river/liverwts.html> (accessed December 2, 2006).
Peter A. Ensminger