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Éléments de Botanique :
Cours de première année de Pharmacie (année 1999-2000) du Pr. M-C. CHALANDRE
UFR de Pharmacie et Ingénierie de la Santé - ANGERS
Cours mis en pages par Damien LANNOY
Sous-classe des magnoliidées : |
( sommaire )
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Introduction :
Les magnoliideae ont davantage de caractères anciens dans leur génome de caractères anciens ; les caractères se sont transmis, le génome étant peu modifié. Donc les caractères sont globalement archaïques :
- Beaucoup de M. ont un port ligneux : arbres, arbustes (port considéré comme plus primitif. Dans le bois, les vaisseaux sont primitifs : scalariformes ou à trachéides aréolées (comme chez les gymnospermes).
- Les pièces florales ont une insertion spiralée (en particulier les étamines).
- Le pollen est dit "monoaperturé", c'est à dire présentant un seul pore (une fente de sortie)
- Le gynécée est dialycarpellé
- L'albumen est toujours abondant au niveau dans la graine, car ce tissu de réserve est peu consommé pour la formation de bourgeons/cotylédons : l'embryon non précoce ne consomme pas tout l'albumen.
- Quand la plante est cyclisée, elle est généralement trimère.
Chimiquement, des alcaloïdes isoquinoléiques (comme par exemple la morphine) caractérisent cette sous-classe. Ces alcaloïdes sont vraisemblablement utilisés en défense contre la prédation animale, malgré, depuis, l'évolution des 2 règnes. Ces alcaloïdes isoquinoléiques constituent des marqueurs chimiotaxonomiques.
Cette sous-classe comprenant des souches fossiles, ancêtres des monocotylédones, contient 12000 espèces, réparties dans 30 à 35 familles et dans 6 ordres selon Takhtajan.
Le nombre d'espèces au sein de cette sous classe reste cependant très inégal : les 2 tiers sont référencés parmi les magnoliales et ranonculales.
Les six ordres de la sous-classe :
Magnoliales - Aristolochiales
- Pipérales
- Nymphéales
- Ranunculales
- papavérales
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MAGNOLIALES :
Plantes toujours ligneuses, souvent tropicales (parfois dans des zones tempérées) et surtout dans l'Hémisphère Nord. On peut trouver des familles monogénériques voire mono/dispécifiques. Les familles y sont d'importance moyenne (autour de 2000 espèces)
Lauraceae :
2000 à 2500 espèces constituent cette famille d'arbres et d'arbustes des régions chaudes. Les zones les plus riches, disjointes entre elles, restent le sud-est asiatique et l'Amérique tropicale.
L'Afrique, assez dépourvue, a laissé la place à d'autres taxons.
Le laurier circum mediteraneum, et il s'agit d'une exception, évolue en milieu tempéré. Le Laurus nobilis L. est utilisé depuis des millénaires (en Egypte, en Chine) comme condiment, à partir de ses feuilles.
Appareil végétatif :
Famille d'arbres, d'arbustes à feuilles persistantes .
Le plus souvent, les feuilles sont :
- Alternes, simples et entières
- Coriaces penninerves
- Ponctuées (c'est à dire avec des points plus clairs ponctuant le limbe, du à la présence de cellules isolées sécrétrices d'huile essentielle)
Toutes les parties de la plante (bois, écorce, feuilles) contiennent des cellules sécrétant des huiles essentielles. On retrouve aussi des mucilages et en petite quantité, des alcaloïdes isoquinoléiques.
Appareil reproducteur :
Les inflorescences sont souvent des panicules , parfois des cymes.
Les fleurs sont petites, hermaphrodites, parfois unisexuées (certaines perdant alors la fécondabilité des étamines, d'autres perdant des carpelles.)
La dioésie est rare, la plante portant cependant les deux sexes sur le même pied.
La fleur est trimère, mais le nombre de cycle est variable :
- Le périanthe peu différencié est souvent soudé à la base : il forme alors une cupule, un tube quand le fruit se développe.
- 4 cycles d'étamines, mais avec beaucoup de staminodes. La déhiscence des anthères est valvulaire (rare).
- Le gynécée est formé de 3 / 4 carpelles soudés entre eux ; mais il peut subir une régression jusqu'à devenir uniovulé.
Le fruit est souvent charnu : il s'agit généralement d'une baie uniséminée (une seule graine dans le fruit) ; le plus souvent, le fruit est particulièrement riche en graisse, comme chez l'avocat. C'est aussi le cas du laurier noble : le fruit noir est très gras (duquel on obtient une huile utilisée en vétérinaire.
Chez la graine, l'albumen est abondant, l'embryon, droit très rectiligne et petit.
Utilisation - Classification interne :
Les plantes sont souvent utiles :
- Usage aromatique, médicinal :
- Le laurier (seule lauraceae adaptée notre climat)
- L'écorce de cannelle.
- Le camphrier, d'ou l'on extrait le camphre (terpène pur) .
- Usage en bois d'œuvre - ébénisterie :
- Le bois de fer, le bois de rose
- Usage alimentaire :
- L'avocat, du genre Persea . L'espèce la plus consommée reste le Persea americana Mill.
Annonaceae :
Famille tropicale exclusivement, composée de 2000 espèces. Comme chez les lauraceae on retrouve des huiles essentielles chez certaines espèces, mais les fleurs ont une organisation plus archaïque.
L'usage se limite à l'annone, largement consommé dans les pays tropicaux.
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ARISTOLOCHIALES :
Plantes herbacées des régions chaudes principalement, cet ordre comporte de nombreuses plantes transformées, car parasites (avec des évolutions morphologiques, comme la disparition du feuillage et l'apparition d'appareils nouveaux tels que des " suçoirs " , pour sucer la sève de la plante hote)
Aristolochiaceae
Cette famille est composée de 8 genres, dont quelques uns dans nos régions.
Le périanthe est souvent soudé en une pièce pour former un cornet , comme un piège pour l'insecte ; la pollinisation y est meilleure, l'insecte pénétrant facilement mais sortant difficilement.
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PIPERALES :
Plantes des régions chaudes. La trimérie ainsi que diverses détails anatomiques nous indiquent qu'il s'agit d'une souche proche des monocotylédones.
Piperaceae :
Ce sont des herbes ou des lianes dont l'inflorescence en épi de fleurs apérianthées fournit un fruit peu charnu, une baie.
Le Poivrier, du genre Piper, est utilisé comme condiment, du fait de la richesse en huile essentielle dans le péricarpe du fruit et la graine.
On distingue plusieurs " poivres " provenant d'une même espèce :
- Poivre noir : provient du fruit séché entier du Piper nigrum
- Poivre blanc : provient de la graine sans pulpe du Piper nigrum
- Poivre vert : provient du fruit immature du Piper nigrum
ATTENTION : les poivres rouges n'appartiennent pas à ce genre.
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NYMPHEALES :
Ce sont généralement des plantes aquatiques, évoluant donc dans un milieu de vie particulier : ils sont enracinés au fond des eaux, adaptés à la vie aquatique (en particulier au niveau de l'appareil vasculaire), et les feuilles flottantes sont de grande taille.
Les fleurs sont souvent à très nombreuses pièces florales à insertion spiralée. Le périanthe est toujours décoratif.
Dans cet ordre on rencontre le lotus, plante doublement importante en Asie.
- Intérêt culturel : Le lotus est une plante sacrée, entrant en jeu dans de nombreuses légendes.
- Intérêt alimentaire : Les graines et le rhizome comestibles sont riches en amidon.
Quant au " nymphéa ", on rencontre des espèces parmi 2 genres :
- Chez les Nuphar : plutôt en eau profonde, les fleurs sont jaunes.
- Chez les Nymphéas : les fleurs sont blanches et on les rencontre en eau stagnante et peu profonde.
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RANUNCULALES :
Ce sont des herbes généralement.
Renonculaceae :
Portrait-robot de l'ordre, cette famille de 1500 espèces en 40 genres est présente dans notre flore. Cosmopolites, bien variées dans les régions tempérées et froides, les renonculacées sont capables de s'adapter à une saison froide et courte, d'où leur présence en milieu montagnard. (jusqu'à 4000 m).
Ce sont souvent des herbacées (même si l'on rencontre des espèces qui peuvent atteindre 1 à 2 mètres) , vivaces en général (mais quand elles sont résistantes, elles sont annuelles)
Appareil végétatif :
La racine est fasciculée, plus ou moins tubérisée, et parfois on trouve un bulbe.
La tige peut être parfois grimpante (lors des quelques cas de lianes dans cette famille) , utilisant alors des vrilles.
Le feuillage est alterne (sauf la clématite) , avec souvent une base foliaire élargie en gaine. Les feuilles sont souvent très divisées en folioles (eux-mêmes divisés ou séqués).
Sur le plan anatomique, la structure primaire prédomine et les vaisseaux sont primitifs.
Chimiquement :
On note la présence d' alcaloïdes isoquinoléiques et de saponosides - ces derniers étant le support potentiel de leur toxicité.
Appareil reproducteur :
L'inflorescence est plus souvent de type cyme.
Les fleurs sont hermaphrodites, pentamères, thalamiflores, entomophiles : donc de grande taille et colorées. Les fleurs généralement régulières peuvent laisser apparaître une zygomorphie.
Sur le périanthe, le calice est souvent coloré (concolore) , pétaloïde (ce qui la rend difficile à reconnaître à coté de la corolle) . Certaines pièces sont transformées en glandes nectarifères (du fait de l'entomophilie.
L'androcée est polystémone, et les étamines, très nombreuses.
Le gynécée est primitif, supère, dialycarpellé, chaque carpelle donnant un fruit sec :
- Tantôt un akène si le carpelle est uniovulé.
- Tantôt un follicule qui contient plusieurs graines.
La graine contient un embryon droit et un albumen.
Le fruit, un akène ou un follicule permet de distinguer 2 tribus :
Tribu à akène :
- La clématite (Clematitis vitalba) est une liane à feuille opposée ; pour faciliter sa dissémination, l'akène porte un prolongement plumeux.
- Renoncules, comme le bouton d'or, sont généralement jaunes ; la ficaire par sa racine présente un intérêt médicinal.
- Anémones
Tribu à follicule :
- Hellébore et ancolie (très évoluée)
- Aconits et delphiniums
- Pivoines
Intérêt des renonculaceae :
Son intérêt ne peut être alimentaire, vu qu'il s'agit souvent de plantes toxiques, que les herbivores évitent instinctivement.
Quelques plantes sont médicinales, comme la petite ficaire et l'hydrastis, riche en tanin (utilisé en cosmétologie) .
La toxicité non négligeable de cette sous-classe provient de la richesse en alcaloïdes et en saponosides. Par échelle croissante, on a :
+ : C. vitalba (Herbe-aux-gueux)
+ + : Hellebore : contre la folie auparavant
+ + + + : Aconit napel : plante la plus toxique de la flore française.
Aconit napel ou Aconit napellus :
Plante montagnarde originellement, on l'utilise aussi en ornement dans les jardins (apportés artificiellement)
Les fleurs sont en grappe, les feuilles pennatiséquées.
La fleur est zygomorphe par son calice bleu en forme de casque.
Sa racine tubérisée, appelée " navet du diable " a un aspect en navet , blanche charnue , contient une quantité d'aconitine (alcaloïde) très concentrée , et qui ne nécessite qu'une faible consommation pour entraîner la mort.
Berberidaceae :
La distribution géographique de cette famille de 200 espèces reste les régions tempérées de l'Hémisphère Nord.
Il s'agit souvent d' arbustes inclus dans les haies, et possédant un fruit charnu appétant. Les feuilles sont en général simples et peu découpées. Chimiquement on trouve des alcaloïdes isoquinoléiques.
Les fleurs sont proches de celles rencontrées chez les renonculaceae, même si elles sont plus petites et ne comportant qu'un seul carpelle., qui ne produira qu'une seule graine. Cette graine évoluera en un fruit sec, une baie voire un follicule.
Quelques espèces :
L'épine-vinette (Berberis vulgaris L.) :
Cette plante est l'Hôte Intermédiaire d'un champignon responsable d'une maladie cryptogamique, la rouille du blé ; c'est pourquoi cette plante est systématiquement éradiquée dans nos régions.
Les Berberis nord-américains qui les remplacent dans les haies sont dotés d'épines, et portent un fruit charnu ne présentant aucun danger.
Le podophylle nord-américain, du genre Podophyllum :
Le feuilles sont séquées et peltées, et de nombreuses étamines révèlent que l'androcée est polystémone.
Le rhizome officinal contient des lignanes (podophylotoxines), antimitotiques toxiques, justifiant son usage contre le cancer en usage externe.
Menispermaceae :
400 espèces reparties dans 70 genres ont été répertoriées, principalement en amérique du sud dans la foret amazonienne.
Le port dominant est la liane, de très grande taille (pouvant mesurer jusqu'à 10 mètres,avec alors une base de la taille d'un tronc) .
Les lianes portent des feuilles alternes simples entières ; les fleurs sont souvent trimères et unisexuées, mais la plante reste dioïque.
Le fruit, une drupe, a la particularité d'être sculpté (non lisse) au niveau de l'endocarpe.
La graine est en fer à cheval et l'embryon est courbe.
Usages :
Le fruit et la graine sont riches en alcaloïdes isoquinoléiques souvent dimères, qui sont employés pour la fabrication de curares (paralysant de manière rapide).
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PAPAVERALES :
Petit ordre contenant en tout 3000 espèces, réparties dans 2 familles assez homogènes que l'on différencie par la zygomorphie de la corolle.
Papaveraceae :
3000 espèces et une trentaine de genres composent cette famille, principalement rencontrée dans l'hémisphère nord tempéré (7 espèces indigènes sont dénombrées dans nos régions).
Ce sont des herbes, annuelles (coquelicots, pavots, ...) ou vivaces (développant alors un appareil souterrain pérennant pendant la saison froide) .
Appareil végétatif :
La racine croit sur un modèle pivotant (d'où la possibilité d'association sur les sols avec des graminées) .
Les tiges sont fréquemment peu ramifiées, ou alors seulement au niveau du collet.
Le feuillage est toujours alterne et très découpé.
Anatomie :
On note la présence constante de laticifères (appareils sécréteurs de latex) , qui vont fabriquer des latex.
Ces latex ont la particularité de contenir des alcaloïdes, jusque dans des quantités notables chez certaines espèces.
Ces laticifères sont répartis dans toute la plante, sauf dans la graine où ils ne sont pas développés (mais en grande quantité dans le fruit) .
Le latex est plus ou moins coloré selon les espèces :
- Translucide chez le coquelicot (Papaver rhoeas)
- Jaune chez la chélidoine
- Rouge chez la sanguinaire
- Blanc chez le pavot
Appareil reproducteur :
Les cymes et les fleurs isolées dominent.
Les fleurs sont hermaphrodites, verticillées, actinomorphes ; elles présentent la particularité d'être dimère.
Le calice est précocement caduc.
La corolle comporte 4 pétales (2x2 pétales) .
De nombreuses étamines disposées de manière verticillée composent un androcée méristémone.
Le gynécée supère est formée de 2 à 20 carpelles, tous soudés en une masse unique, avec un style très court : les stigmates sessiles se soudent pour former un plateau ondulé. L'ovaire est uniloculaire en une cavité.
Les nombreuses ovules évolueront en de nombreuses graines pour faciliter la dissémination.
L'ovule est anatrope (caractère évolué).
Le fruit sec, appelé capsule, est doté de pores : la déhiscence est poricide (voire indéhiscente chez le P. somniferum et les plantes plus évoluées).
La graine a un embryon courbe avec des réserves en lipides. A partir du pavot, par exemple, on obtient l'huile d'oeillette par broyage des graines.
Usage :
Horticole principalement, médical par quelques plantes :
La capsule encore verte du Papaver somniferum L. fournit un latex, qui, séché, porte le nom d'opium.
L'origine du Papaver somniferum reste hypothétique, puisque cette plante est cultivé depuis des millénaires. L'ensemble des stigmates forme un plateau ondulé ; on va inciser la capsule encore immature pour récolter l'opium, chargé à hauteur de 10 % d'alcaloïdes dont 1 % de morphine et des traces d'autres alcaloïdes tel que la codéine, etc.
Botaniquement, la plante est remarquable par la placentation, formée de placentas hypertrophiés qui vont s'établir en semi-cloisons.
La chélidoine, herbe courante de nos régions, est employé contre les verrues, l'alcaloïde trouvé dans le latex présentant une activité anti-mitotique.
Le pavot de Californie est dotée de propriétés sédatives.
Fumariaceae :
On compte 400 espèces dans une dizaine de genre de cette famille aux caractères plus évolués.
Comparé aux papaveraceae, la répartition géographique est la même, le port herbacée à feuille simple est comparable ; seule la zygomorphie de la corolle caractérise l'appareil reproducteur, puisqu'une dimérie stricte apparaît au niveau de l'androcée et au niveau de l'androcée et du gynécée.
Le fruit est une silique allongée.
Vu la teneur faible en alcaloïde, cette famille est réservée à un usage horticole ; on a en effet :
- Le fumeterre, témoin de l'excellente qualité du sol, au point de vue agronomique.
- Le corydale
- Le coeur de Marie
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Pistes de conclusion :
Les plantes rencontrées présentent généralement un intérêt :
- Aromatique, par les huiles essentielles : cf. le Laurier, cannelier, poivrier...
- Décoratif et horticole, comme les renoncules, pivoines, anémones, fumeterres...
- Alimentaire, par des fruits comestibles souvent gras : cf. l'avocat...
- Toxique, comme l'aconit, le podophylle...
- Médicinal, avec le pavot, les ménispermacées...
Quelques oppositions dans cette sous-classe :
Ligneux (lauracée) / Herbacée (papavéracée)
Insertion spiralée des pièces florales (nymphéacée) / Cyclisation (papavéracée)
Hermaphrodisme (renonculacée) / Fleurs unisexuées (ménispermacée)
Périanthe complet / Apétalie (pipéracée)
Actinomorphe (papavéracée) / Zygomorphe (fumariacée)
Dyalipétalie (lauracée) / Gamopétalie (aristolochiacée)
Dimère (papavéracée) / Trimère (lauracée, pipéracée) / Pentamère (renonculacée)
Dans ce groupe, si l'on note des traits évolués, ils sont toujours isolés et rarement sur la même espèce.
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