Gymnospermes

Gymnospermes
Picea abies (cône femelle et graines)
Classification classique
Règne	Plantae
Sous-règne	Tracheobionta
Division
Gymnospermes — auteur incomplet —, date à préciser
Divisions de rang inférieur
Cycadophyta Ginkgophyta Pinophyta Gnetophyta

Les gymnospermes sont des plantes faisant partie d'un sous-embranchement paraphylétique des spermaphytes (plantes à graines) qui inclut les plantes dont l'ovule est à nu (non enclos dans un ovaire à la différence des angiospermes) et est porté par des pièces foliaires groupées sur un rameau fertile (cône). Le nom gymnosperme provient du grec gumnospermos signifiant « semence nue ».

La plupart des gymnospermes sont des conifères. Par exemple, les Sapins (Abies), Epicéas (Picea), les Mélèzes (Larix), les Séquoias (Sequoiadendron) , les Pins (Pinus), les Genévriers (Juniperus), les Cyprès (Chamaecyperis), les Thuyas (Thuja) sont des conifères. En revanche, les Cycas sont également des gymnospermes, mais appartiennent aux Cycadophyta (cycadophytes), et non aux Coniferophyta (ou Pinophyta).

Historique

C'est sans doute Théophraste (v. 374 av. J.-C. – v.286 av. J.-C.) qui, le premier, distingue les Angiospermes des Gymnospermes. John Ray utilise, à la fin du XVII^e siècle, ces différences dans sa classification qui sont les premières tentatives de classification naturelle de l'époque moderne.

Caractères généraux

Il existe 75-80 genres et environ 800 à 1 000 espèces actuellement, répartis en 14 familles. Mais il a existé jusqu'à 20 000 espèces. La flore actuelle est principalement représentée par les conifères qui comptent 7 familles. On ne rencontre que des plantes ligneuses c’est-à-dire des arbres et des arbustes (on trouve quelques espèces herbacées à l'état fossile). Elles ont un cambium classique bifacial qui va donner vers l'intérieur du xylème et vers l'extérieur du phloème. Le bois est homoxylé (que des trachéides) sauf chez les Gnétophytes et leur fleur est toujours unisexuée.

Reproduction

Chez les espèces dioïques, les sexes sont séparés alors que chez les espèces monoïques, les structures reproductrices mâles et femelles sont portées par un même pied. Les conifères sont monoïques. Les organes reproducteurs sont localisés au niveau des cônes. Les grains de pollens sont présents dans les cônes mâles et les cônes femelles abritent les ovules qui se transforment en graines chez les conifères et les chlamydospermes. La graine libérée contient un embryon et pourra germer lorsqu'elle se pose dans un habitat propice.

Classification

Les gymnospermes comprennent les 6 ordres en 4 divisions suivants :

Division Pinophyta

• ordre Pinales (7 familles)
  • famille Araucariacées
  • famille Céphalotaxacées
  • famille Cupressacées
  • famille Pinacées
  • famille Podocarpacées
  • famille Sciadopityacées
  • famille Taxacées

Division Ginkgophyta

• ordre des Ginkgoales (1 famille)
  • famille Ginkgoacées

Division Cycadophyta

• ordre Cycadales (3 familles)
  • famille Cycadacées
  • famille Stangeriacées
  • famille Zamiacées

Division Gnetophyta

• ordre Gnétales (1 famille)
  • famille Gnetaceae
• ordre Ephédrales (1 famille)
  • famille Ephedraceae
• ordre Welwitschiales (1 famille)
  • famille Welwitschiaceae

Classification phylogénétique

Dans la nature actuelle, c'est un groupe peut-être paraphylétique, regroupant Cycadophytes, Ginkgoales et Coniférophytes avec les Gnétophytes supposées apparentées aux Angiospermes sur des critères morphologiques. Mais les analyses moléculaires les plus récentes attestent plutôt la monophylie du groupe, les seules Gymnospermes plus proches des Angiospermes étant des groupes fossiles. Les Gnétales seraient le groupe frère des Pinales, voire des Pinacées.

Répartition générale

Les gymnospermes sont surtout abondantes dans les milieux froids où elles sont très largement dominantes. En effet, elles ont un feuillage particulièrement adapté au froid et à la sécheresse comme l'attestent les aiguilles étroites et allongées qui limitent la surface transpirante de la plante.

Cette physiologie permet aux plantes de devenir dominantes dans les régions bio-géographiques caractérisées par un climat froid :

• Zonation en altitude : l'étagement et la composition sont liés à de nombreux facteurs comme par exemple la position de la chaîne de montagnes, le versant, les vents dominants.

En France on peut distinguer 4 étages :

• Collinéen (environ jusqu'à 800 m) : composé principalement de feuillus tels que les chênes.
• Montagnard (de 800 à 1600 m) : on constate l'apparition de quelques résineux tels que les Sapins et les Pins, le tout mélangé à des hêtres.
• Subalpin (de 1600 à 2400 m) : dominance absolue des conifères (Pin à crochets, Epicea, Mélèze) ; on rencontre tout de même quelques angiospermes tels que l'Aulne vert.
• Alpin (à partir de 2400 m) : toundra d'altitude où la végétation se raréfie ; on ne rencontre que quelques ligneux petits, tortueux.
• Zonation en latitude : Près d'un tiers des forêts du globe sont des forêts nordiques composées principalement de conifères. En Europe, les forêts boréales sont dominées par les sapins, Picea et les pins, alors qu'en Amérique se sont les Tsuga. Plus au nord, il y a disparition des formes ligneuses ; c'est la taïga, qui est dominée par les lichens et les mousses.

Il existe également d'autres types de forêts naturelles, ce sont les forêts édaphiques (liées à la nature du sol), telles que les zones marécageuses du Golfe du Mexique où on rencontre le Cyprès chauve (Taxodium) ou bien les tourbières qui peuvent dans certains cas être colonisées par les pins à crochets.

Il existe également de nombreuses forêts artificielles telles que les Landes ou la Méditerranée qui était autrefois peuplée par du Chêne vert.

Records

Les gymnospermes sont les arbres de tous les records :

• De hauteur : 111,50 m pour le Sequoia sempervirens et jusqu'à 110 m pour le Douglas (Pseudotsuga menziesii) ; les Séquoias géants, eux, ne font "que" 95 m. En Europe, nos conifères sont plus petits avec comme arbre le plus grand un Sequoia de 53 m. Le plus grand arbre connu à ce jour n'est pas un gymnosperme mais un Eucalyptus de 147 m de haut (vrai il y a 50 ans !).
• De circonférence : 42 m pour un Taxodium mexicain et 38 m pour le Général Grant, un Séquoia géant.
• D'âge : L'arbre le plus vieux est un Pinus longaeva de 4900 ans qui ne fait que 5 m de haut et qui se trouve à 3000 m. En France, il y a des ifs (Taxus baccata) d'environ 1400 ans dans le Calvados.

Arbres « reliques »

Le Ginkgo qui est le seul représentant actuel de sa classe. Il est endémique de Chine et ne se rencontre presque pas à l'état naturel, sa conservation est en partie liée au fait que c'est un arbre considéré comme sacré pour beaucoup d'asiatiques. Le Metasequoia glypostroboides a été d'abord découvert à l'état fossile et ce n'est qu'en 1940 qu'il fut trouvé vivant et reconnu par des botanistes chinois. De nos jours, tous deux sont fréquemment utilisés dans les parcs. On peut par exemple trouver un arbre mâle et un arbre femelle de Ginkgo dans un parc à Outremont, sur l'île de Montréal, Québec.

Photographies

• 

  Tsuga canadensis - Abietoideae

• 

  Taxus cuspidata - Taxaceae

• 

  Encephalartos lebomboensis - Zamiaceae

• 

  Ginkgo biloba- Ginkgoaceae

• 

  Welwitschia mirabilis - Welwitschiaceae

Liens externes

• Référence Flora of North America : Gymnospermae (en)
• Référence Trees and shrubs of the Andes of Ecuador : Gymnospermae (en)

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