Structure et classification des fleurs

La botanique est la science qui étudie les plantes sous leurs aspects variés, de leur forme à leur fonctionnement, leur classification et leurs applications. Elle est intrinsèquement liée à la santé, car de nombreuses plantes sont une source de molécules actives utilisées en médecine.

La Botanique et la Santé

La botanique est la science qui étudie les plantes sous différents aspects. Elle recouvre la morphologie végétale (forme et organisation végétale), l'anatomie végétale (structure interne de la plante), la physiologie végétale (fonctionnement de la plante), la taxonomie (identification et classification des plantes), l'écologie végétale (rôle des plantes dans les écosystèmes), l'ethnobotanique (utilisation des plantes par l'homme), la phytosociologie (étude des groupements végétaux). La connaissance fine des végétaux trouve des applications dans les domaines de la pharmacologie, de la sélection et de l'amélioration des plantes cultivées, en agriculture, en horticulture et en sylviculture.

La Botanique est la partie des sciences naturelles qui a pour objet l'étude des végétaux. Elle s'intéresse donc à la façon dont les végétaux sont constitués, à la façon dont ils vivent, se reproduisent, s'organisent et à la façon dont on peut les utiliser.

La connexion entre la botanique et la santé est primordiale, car de nombreuses plantes possèdent des propriétés qui contribuent à la prévention ou au traitement des maladies.

• Les plantes médicinales produisent des molécules actives (comme l'aspirine, la quinine, la morphine).
• La pharmacognosie est l'étude des substances naturelles à usage médical.
• La phytothérapie est le traitement basé sur l'utilisation de végétaux.
• Tous les organes de la plante (racines, tiges, feuilles, fleurs, fruits) peuvent être utiles en médecine.

Diversité Végétale

La diversité végétale, ou biodiversité végétale, représente la variété des espèces végétales, leur diversité génétique et les écosystèmes qu'elles forment. C'est un pilier pour l'alimentation, les médicaments et la stabilité des écosystèmes (oxygène, eau, sol). Elle est essentielle pour la santé des sols (réduction de l'érosion, stockage du carbone), la régulation du climat, la fourniture d'habitats fauniques et de ressources (médicaments, matériaux).

Grandes Divisions du Monde Végétal

La classification des plantes implique l'utilisation de systèmes dichotomiques, où les caractères sont opposés deux à deux pour identifier et nommer les espèces.

1. Tableau synoptique et dichotomique: C'est un processus de bipartition qui permet de diviser un grand ensemble de plantes en sous-ensembles homogènes jusqu'à l’identification individuelle. Une clé de détermination ou dichotomique est une série d'alternatives basées sur des caractères (souvent morphologiques) pour attribuer un nom à un spécimen.
2. Quelques notions fondamentales:
3. Différences entre Nomenclature, Taxinomie et Systématique:

Nomenclature

La nomenclature est le système de dénomination des taxons selon le code international de nomenclature botanique, qui définit les unités de classification botanique et leur hiérarchie. L'attribution des noms aux taxons est régie par ce code. Le nom d'une espèce est un binôme linnéen, composé d'un nom de genre (substantif, majuscule) et d'une épithète spécifique (adjectif, minuscule), écrits en italique ou soulignés d'un tiret discontinu. Si l'épithète spécifique est composée de deux vocables, ils sont unis par un trait d'union et soulignés.

La nomenclature permet de donner un nom correct aux taxons. L'attribution des noms se fait selon le code international de la nomenclature botanique. Ce code définit les unités de classification et leur hiérarchie.

Selon LINNÉ, le nom de l'espèce est une combinaison binaire formée de deux mots latins. Le premier mot est le genre, un substantif qui prend une majuscule. Le deuxième mot est l'épithète spécifique, un adjectif qui s'accorde avec le genre et commence par une minuscule. Dans ces conditions, on parle de binôme linnéen. Le genre et l'épithète spécifique sont soulignés d'un trait discontinu ou sont écrits en italique.

Tout ce qui concerne le nom du taxon et relève du code de Nomenclature, est nomenclatural, c'est-à-dire relatif aux règles fixant les noms actuels et corrects, la priorité et la typification des noms.

Taxinomie ou taxonomie

La taxinomie est la science qui décrit et organise les organismes vivants en catégories hiérarchisées (taxons) et propose des outils d'identification, notamment les clés de détermination.

La taxonomie c'est l'étude des taxons. Tout ce qui a trait à l'information scientifique, permettant de circonscrire un taxon relève de la Taxinomie. La taxinomie est la science qui décrit et circonscrit en termes d'espèces les organismes vivants et à les organiser en catégories hiérarchisées appelées taxons. Elle doit proposer des outils et des méthodes permettant de les identifier, notamment grâce aux clés de détermination.

Systématique

La systématique est la discipline qui inventorie, décrit, nomme et classe tous les organismes vivants, en regroupant les espèces ayant des caractères communs en taxons hiérarchisés comme l'espèce, le genre, la famille, l'ordre, la classe, l'embranchement et le règne. Ces groupes sont nommés taxons ou taxa, et l'espèce constitue le rang de base. Un taxon est un groupe d'individus formant une unité formelle à n'importe quel niveau de la classification hiérarchique.

La systématique (biosystématique ou systématique biologique) est une discipline des sciences qui a pour objet d'inventorier tous les organismes vivants, existants ou ayant existé. Pour cela, elle doit :

• en faire la description détaillée (anatomie, physiologie, écologie, distribution...) ;
• les nommer sans ambiguité, au moyen d'un binôme (ou trinôme) latin, en fonction des règles de nomenclature ;
• rassembler les espèces ayant des caractères en commun à l'intérieur d'entités hiérarchisées prédéfinies : genre, famille, ordre, classe, division, règne. De tels groupes sont appelés taxons et la branche de la systématique qui s'occupe de donner ces noms est la taxinomie.

Les unités de systématique, dénommées taxons (RICKET, 1958), sont : espèce; Genre; Famille; Ordre; Classe; Embranchement; Règne. Un taxon est un groupe d'individus formant une unité formelle à n'importe quel niveau de la classification hiérarchique (RICKET, 1958).

Diversité des Organes Végétaux

Une plante se compose d'une partie souterraine (racines) et d'une partie aérienne (tige, feuilles, fleurs, fruits).

Diversité Racinaire

L'ensemble des racines forme le système racinaire, qui assure la fixation de la plante et l'absorption d'eau et de nutriments.

Différentes parties de la racine

Une racine en croissance présente quatre zones :

• La coiffe : un manchon protecteur de l'extrémité racinaire.
• La zone subterminale (ou zone lisse, ou zone d'élongation) : zone méristématique responsable de la croissance en longueur.
• La zone pilifère : assure l'absorption de l'eau et des sels minéraux.
• La zone subéreuse : d'où naissent les ramifications racinaires.

Différentes catégories ou systèmes racinaires

Il existe trois systèmes racinaires principaux :

1. Racine pivotante :

   Issue de la radicule, c'est une racine principale très développée et profonde, portant des radicelles moins importantes. Le pivot porte les ramifications secondaires.

2. Racines fasciculées :

   Racines de même importance, disposées en faisceau et divergentes de la tige, généralement superficielles.

3. Racines adventives :

   Prennent naissance sur un organe autre qu'une racine (tiges, ramifications, feuilles).

Différents types de racines

La morphologie des racines varie en fonction du milieu de vie et des fonctions spéciales de la plante. Voici quelques types :

1. Racines contreforts :

   Caractérisent les espèces arborescentes ripicoles. Fortement aplaties latéralement, elles se développent horizontalement au-dessus du sol à partir de la base du tronc, assurant la solidité de l'individu. Exemple : *Ceiba pentandra*.

2. Racines échasses :

   Partent de la base du tronc, pendent dans l'air avant d'atteindre le sol, agissant comme des jambes de force.

3. Racines piliers ou rhizophores :

   Racines aériennes adventives, présentes chez les espèces de milieu saumâtre comme *Rhizophora racemosa*.

4. Racines lianes ou racines étrangleuses :

   Se rencontrent chez les figuiers (*Ficus*). Elles soutiennent les arbres, qui sont de faux arbres sans vrai tronc, ce dernier étant un ensemble de racines étrangleuses anastomosées.

5. Racines tubéreuses :

   Réservoirs de substances nutritives. Exemple : *Manihot esculenta*.

6. Racines pneumatophores :

   Caractérisent les espèces des mangroves. Longues racines spongieuses avec des pneumatophores lignifiés qui absorbent l'oxygène et le transmettent aux zones profondes du système racinaire via l'aérenchyme. Exemple : *Avicennia africana* (Palétuvier blanc).

Diversité Caulinaire

La tige (ou caule) est l'organe végétal généralement aérien qui supporte les feuilles, branches, bourgeons, fleurs et fruits.

Différentes catégories de tiges

1. Tiges aériennes :

   Nées du développement de la gemmule embryonnaire, elles ont une croissance basifuge et un géotropisme négatif. Elles portent des feuilles, bourgeons, ramifications et organes reproducteurs. Les feuilles s'insèrent aux nœuds, séparés par des entre-nœuds. Les bourgeons (terminaux, axillaires, adventifs) sont responsables de la croissance et du développement des rameaux végétatifs ou reproducteurs.

   • Le tronc est la partie inférieure dénudée des arbres.
   • Les branches sont les ramifications maîtresses.
   • Les rameaux sont les dernières ramifications portant les feuilles.
2. Tiges souterraines :

   Souvent modifiées pour la conservation de l'espèce, elles peuvent survivre aux mauvaises saisons et générer de nouvelles tiges aériennes. Exemples : rhizomes, bulbes, tubercules caulinaires.

3. Fausses tiges :

   Certains organes ressemblent à des tiges mais n'en sont pas véritablement. Chez *Ficus*, le "tronc" est un ensemble de racines étrangleuses. Chez *Musa*, la tige apparente est formée par l'ensemble des gaines foliaires emboîtées.

4. Plantes acaules :

   Les entre-nœuds sont très courts, giving l'impression que les feuilles sont insérées au même niveau, formant une rosette près du sol ou en bouquet au sommet de la tige.

Différents types de tiges

1. Tiges dressées ramifiées :

   Verticales, orientées vers le haut, ligneuses ou non, présentes chez les arbres, arbustes, arbrisseaux et herbes.

2. Lianes grimpantes :

   Tiges minces, longues et flexibles, sans éléments de soutien, qui s'élèvent grâce à des appendices (vrilles, épines, flagelles) le long d'un tuteur. Si elles s'enroulent autour du support, elles sont dites volubiles.

3. Lianes rampantes :

   Tiges qui rampent sur le sol. Si elles s'enracinent aux nœuds et produisent des rosettes de feuilles, on parle de stolons.

4. Stipe :

   Tige simple, dressée, pérenne, ligneuse, cylindrique, sans bois véritable. Terminée par un bouquet de feuilles et présente des cicatrices foliaires. Il n'a pas d'écorce distincte.

5. Chaume :

   Tige fistuleuse ou creuse, cloisonnée au niveau des nœuds, pouvant être ramifiée ou non.

6. Rhizomes :

   Tiges plagiotropes souterraines, portent des feuilles écailleuses, des racines adventives et des bourgeons. Caractéristiques des Monocotylédones.

7. Bulbes :

   Tiges orthotropes souterraines avec des feuilles développées dont les parties souterraines sont achlorophylliennes.

8. Tubercules caulinaires :

   Portions hypertrophiées de tiges portant des feuilles rudimentaires (écailles) et des bourgeons appelés yeux.

9. Corme :

   Organe de réserve ressemblant à un bulbe, mais formé d'une tige renflée entourée d'écailles. Sorte particulière de rhizome. Exemple : *Allium sativum*.

Diversité Foliaire

La feuille est une expansion latérale de la tige ou de ses ramifications, souvent verte, et est le lieu des échanges respiratoires, transpiratoires et photosynthétiques.

Organisation de la feuille

Une feuille complète se compose de trois parties :

• La base foliaire ou gaine :

  Partie en contact avec le nœud, souvent renflée. Si elle embrasse l'axe, la feuille est engainante (ex. *Musa paradisiaca*).

• Le pétiole :

  Cordon rigide entre la gaine et le limbe. Peut être ailé si le limbe se prolonge. Les feuilles sans pétiole sont sessiles ; avec un pétiole très court, elles sont subséssiles. Une feuille amplexicaule est sessile et la base du limbe embrasse la tige.

• Le limbe :

  Lame aplatie parcourue par une nervure principale et des nervures secondaires. La nervation est la disposition des nervures.

Variation morphologique de la feuille

Les variations peuvent concerner la gaine, le pétiole et le limbe.

1. Feuilles simples :

   Constituées d'un seul limbe, entier ou découpé.

   1. Feuilles simples entières :

      Leur limbe ne présente pas de découpures ou d'incisions.

   2. Feuilles simples découpées :

      Les découpures, même profondes, n'atteignent pas la nervure principale. Types : dentées, crénelées, lobées.

2. Feuilles composées :

   La découpure du limbe atteint la nervure principale, chaque ramification se terminant par un limbe particulier appelé foliole.

   1. Feuilles composées pennées :

      Les folioles sont disposées sur la nervure principale (rachis) comme les barbes d'une plume, rattachées par des pétiolules. Le rachis est ramifié une fois. On distingue :

      • Imparipennées : se terminent par une foliole.
      • Paripennées : la foliole terminale est remplacée par une pointe ou une vrille.
      • Bipennées : le rachis est ramifié deux fois (rachis primaire avec pétiole primaire et pennes, rachis secondaire supportant les pétiolules et pinnules).
      • Tripennées : formes très rares.
   2. Feuilles composées palmées ou digitées :

      Les folioles s'insèrent toutes au même point, au sommet du pétiole principal (comme les doigts d'une main). Types : unifoliées, bifoliées, trifoliées, ou à n folioles.

Phyllotaxie

La phyllotaxie est la disposition des feuilles sur leur axe.

• Feuilles alternes (isolées) : échelonnées le long de l'axe à différents niveaux.
• Feuilles opposées : insérées par deux aux extrémités d'un même diamètre.
• Feuilles verticillées : insérées au même niveau, en nombre supérieur à deux.
• Feuilles décussées : opposées, disposées en deux verticilles successifs orientés perpendiculairement.
• Feuilles connées : opposées et soudées à leur base.

Diversité Florale

Inflorescences

1. Définition et éléments constitutifs des inflorescences :

   Une inflorescence est un ensemble de fleurs groupées sur un même rameau. Chaque fleur est reliée à l'axe inflorescentiel par un pédoncule floral. Les fleurs peuvent être uniques ou groupées en ensembles complexes.

   • Inflorescence simple : l'axe principal porte directement les fleurs.
   • Inflorescence composée : l'axe principal est ramifié et les fleurs sont portées par des axes secondaires.

   Éléments typiques d'une inflorescence :

   • Axe inflorescentiel (rachis) : ramifié ou non.
   • Pédoncules floraux : peuvent être ramifiés en pédicelles (inflorescences composées).
   • Fleur(s) : la ou les fleurs proprement dites.
   • Bractée(s) : feuilles transformées, souvent réduites, situées à la base du pédoncule. Peuvent être des spathes (grande bractée enveloppant l'inflorescence) ou des involucres (ensemble de bractées à la base de l'inflorescence).
   • Bractéole(s) : petites appendices à la base des pédicelles.
2. Classification des inflorescences :

   Classées selon la position des fleurs par rapport à l'axe inflorescentiel.

   1. Inflorescences indéfinies (racémeuses) :

      Aucune fleur au sommet du rachis, croissance théoriquement illimitée. Floraison acropète ou centripète (de la base vers le sommet ou de l'extérieur vers l'intérieur).

      • Racème ou grappe : pédoncules diminuant de longueur vers le sommet.
      • Panicule : grappe composée de petites grappes.
      • Épi : grappe à fleurs sessiles (sans pédoncule).
      • Corymbe : grappe où les pédoncules de longueurs inégales amènent les fleurs au même niveau horizontal.
      • Ombelle : rachis très court, tous les pédoncules insérés au même point.
      • Capitule : rachis raccourci, élargi en plateau, portant des fleurs sessiles, souvent avec un involucre de bractées.
      • Chaton : axe inflorescentiel grêle, flexible, pendant, portant des fleurs réduites unisexuées.
      • Spadice : axe inflorescentiel charnu, portant des fleurs réduites, souvent enveloppé dans une spathe.
      • Épillet : inflorescence partielle très spécialisée des Cyperaceae et Poaceae.
   2. Inflorescences définies (cymeuses) :

      Axe inflorescentiel dont la croissance est arrêtée par une fleur terminale. Un ou plusieurs rameaux latéraux se développent, puis leur croissance est aussi arrêtée, relayée par des rameaux de deuxième ordre. Floraison centrifuge (de l'intérieur vers la périphérie). On les appelle cymes.

      • Cyme bipare : sous une fleur terminale, deux fleurs de second ordre apparaissent à l'aisselle de deux bractées opposées.
      • Cyme unipare : un seul rameau continue la croissance de l'axe. Variantes :
        • Hélicoïde : rameaux alternent régulièrement en hélice.
        • Scorpioïde : rameaux se développent dans un même plan et du même côté.
      • Cyme multipare : plusieurs rameaux continuent la croissance de l'axe.

Fleur

La fleur est une feuille modifiée, insérée sur le réceptacle (extrémité élargie du pédoncule). Elle naît d'un bourgeon et, non épanouie, est appelée bouton floral.

1. Organisation de la fleur :

   Elle est rattachée à son axe par un pédoncule, avec une bractée à sa base. Les fleurs complètes comportent deux types de pièces : le périanthe (stériles) et les organes reproducteurs (fertiles).

   1. Périanthe :

      Ensemble des pièces stériles qui entourent et protègent les pièces fertiles.

      1. Calice :

         Formé par l'ensemble des sépales (souvent verdâtres, foliacées) à la base de la fleur. Peuvent être séparés (dialysépalie) ou soudés (gamosépalie). Le calice peut être caduc, persistant (marcescent à la base du fruit), ou accrescent (s'accroît après fécondation comme chez *Physalis angulata*). Chez les Asteraceae, le calice réduit forme une aigrette de poils (pappus) pour la dissémination des fruits.

      2. Corolle :

         Formée par l'ensemble des pétales (souvent colorés). Un pétale comprend un limbe élargi et un onglet étroit. Les pétales portent souvent des nectaires à leur base. Peuvent être séparés (dialypétalie) ou soudés (gamopétalie).

   2. Organes reproducteurs :

      Pièces fertiles directement impliquées dans la reproduction, composées de deux verticilles : l'androcée et le gynécée (ou pistil).

      1. Androcée :

         Organe reproducteur mâle, formé par l'ensemble des étamines, disposées en spirales ou verticilles. Chaque étamine se subdivise en un filet (pied de l'étamine) et une anthère (masse renflée contenant les sacs polliniques, libérant le pollen à maturité). Si le filet manque, l'étamine est sessile. Une étamine rudimentaire incapable de produire du pollen est un staminode.

      2. Gynécée ou pistil (organe reproducteur femelle) :

         Situé au centre de la fleur. L'ensemble des pistils constitue le gynécée. Il se compose de trois parties :

         • Ovaire : partie renflée et creuse, constituée de carpelles (libres ou soudés) dont les cavités (loges) renferment le ou les ovules.
         • Style : prolonge l'ovaire.
         • Stigmate : coiffe le style et retient le pollen.

         La position de l'ovaire par rapport aux autres pièces florales :

         • Supère : au-dessus du point d'insertion des pièces.
         • Infère : en-dessous du point d'insertion des pièces.
         • Semi-infère : pièces florales à mi-hauteur de l'ovaire.
2. Différents types de fleurs :
   • Unisexuées : ne comportent qu'un seul type d'organes reproducteurs (mâles ou femelles).
   • Bisexuées (ou hermaphrodites) : comportent les deux types d'organes reproducteurs.

   En fonction du nombre de types de fleurs par individu :

   • Espèces monoïques : les deux types de fleurs se trouvent sur le même individu.
   • Espèces dioïques : les deux types de fleurs se trouvent sur deux individus différents.
   • Plantes polygames : portent des fleurs unisexuées mâles, femelles et hermaphrodites.

Diversité des Fruits

Après la fécondation, l'ovaire se transforme en fruit et les ovules en graines. Les autres pièces florales disparaissent généralement, mais peuvent persister pour la dissémination ou se transformer pour former le fruit.

1. Différentes parties du fruit :

   Le fruit mûr comporte deux parties principales :

   1. Péricarpe :

      Provient de la transformation de la paroi de l'ovaire, divisé en trois couches de l'extérieur vers l'intérieur :

      • Épicarpe : couche externe, généralement colorée (la peau).
      • Mésocarpe : couche médiane, souvent juteuse chez les fruits charnus.
      • Endocarpe : couche interne, parfois lignifiée (le noyau).
   2. Graine :

      Issue de l'ovule transformé. Se compose d'un tégument et d'une amande (embryon et tissus de réserves, l'albumen).

      • Graines albuminées : cotylédons minces et albumen développé (ex. maïs).
      • Graines exalbuminées : amandes réduites à l'embryon, cotylédons volumineux contenant les réserves (ex. arachide, haricot).
2. Différentes catégories et différents types de fruits :

   분류 des fruits dépend du nombre d'ovaires fécondés, du mésocarpe, de l'endocarpe, du mode de libération des graines et de la participation des pièces florales stériles.

   1. Fruit simple :

      Issu d'un seul ovaire (unicarpellaire ou à plusieurs carpelles soudés) après fécondation. La paroi de l'ovaire forme le péricarpe.

      • Fruits charnus :

        Mésocarpe développé, ne s'ouvrent généralement pas à maturité, mais pourrissent pour libérer les graines. Deux types selon l'endocarpe :

        • Baies : endocarpe membraneux. Peuvent être monospermes (une graine) ou polyspermes (plusieurs graines/pépins). Cas particuliers : hespérides (agrumes), péponides (baies polyspermes à épicarpe dur, coriace, appelées Calebasses).
        • Drupes : endocarpe dur, osseux, scléreux ou lignifié (nommé coque). Exemples : mangue, coco.
      • Fruits secs :

        Pas de mésocarpe charnu, péricarpe mince et dur. Deux catégories :

        • Fruits secs akénoïdes (indéhiscents) :

          Ne s'ouvrent pas à maturité.

          • Akène : fruit simple, sec, indéhiscent, aux parois distinctes de la graine.
          • Samare : akène particulier avec un péricarpe prolongé en une ou plusieurs ailes membraneuses (simples, bisamares, trisamares, tétrasamares).
          • Caryopse : akène particulier dont le péricarpe adhère étroitement au tégument.
        • fruits secs déhiscents ou capsuloïdes :

          S'ouvrent à maturité pour libérer les graines (généralement polyspermes).

          • Follicule : s'ouvre par une seule fente (ligne de suture), donnant deux valves (déhiscence ventrale ou dorsale).
          • Gousse : s'ouvre par deux fentes. Peuvent être lomentacées (étranglement entre les graines pour former des articles monospermes), caractéristiques des Légumineuses.
          • Capsule : s'ouvre par plus de deux fentes.
   2. Fruit multiple :

      Issu du développement d'un seul ovaire composé de plusieurs carpelles libres. Chaque carpelle donne une fraction de fruit appelée méricarpe (qui peut être une baie, drupe, akène, gousse, follicule, caryopse).

   3. Fruits complexes :

      Impliquent d'autres tissus que la paroi de l'ovaire dans leur formation. Ex. : *Anacardium occidentale* (anacarde), où le pédoncule se renfle et le fruit propre est un akène à sa base.

   4. Fruit composé :

      Provient du développement des ovaires d'une inflorescence (appelés infrutescences). Chaque ovaire forme un fruit simple, et l'ensemble de ces fruits simples constitue le fruit composé. Ex. : poly-baies ou baies composées chez *Ananas comosus*. Si les fruits sont soudés en une masse, on parle de syncarpe.

   5. Faux fruit (parthénocarpique) :

      Fruits sans graines, résultant d'une absence d'ovules ou de la stérilité du pollen. Ex. : Le genre *Musa* (banane) produit des baies parthénocarpiques. Chez *Ficus*, ce qui semble être un fruit est une inflorescence complexe avec des fleurs enfermées dans un réceptacle, le vrai fruit étant un poly-akène.

   Applications de la Botanique (Ethnobotanique)

   L'ethnobotanique étudie les relations entre les sociétés humaines et les plantes, incluant leurs usages traditionnels et culturels (alimentaires, médicinaux, rituels, artisanaux, agricoles).

   1. Plantes d'intérieur :

      Végétaux adaptés aux espaces clos (maisons, bureaux), appréciés pour leur décoration, leur entretien facile et leurs bienfaits pour la santé : réduction du stress, amélioration de la convalescence, augmentation de l'attention/concentration, et stimulation de la créativité/productivité.

   2. Plantes alimentaires :

      Espèces végétales utilisées pour l'alimentation humaine, cultivées ou sauvages. Les plantes fournissent 80% du régime alimentaire mondial, mais seulement 30 espèces cultivées constituent la base de l'alimentation, dont cinq céréales (riz, blé, maïs, millet, sorgho) qui apportent 60% de l'énergie mondiale.

   3. Plantes médicinales :

      Plantes utilisées pour leurs propriétés bénéfiques pour la santé humaine ou animale. Rarement utilisées entières, ce sont souvent des parties spécifiques (rhizome, bulbe, racine, feuilles, fleurs, écorce, graines) qui ont des usages différents. Les données de l'OMS indiquent que 14 à 28% des plantes ont un usage médicinal, étant la principale source de traitement pour une grande partie des populations rurales des pays en développement.

   4. Plantes magico-spirituelles :

      Plantes dotées d'une valeur symbolique ou de pouvoirs magiques, utilisées dans diverses traditions pour leurs vertus supposées (aphrodisiaques, divinatoires, purificatrices, défensives, porte-chance, etc.).

   Anatomie Végétale : Cytologie et Histologie

   L'anatomie végétale est une branche de la botanique qui étudie la structure interne des végétaux et les processus de leur mise en place. Elle se base sur la cytologie et l'histologie.

   1. Cytologie :

      Science qui étudie la cellule (animale ou végétale), ses composants et leur destinée. En 1667, Robert Hooke a découvert que les végétaux sont compartimentés en "cellules". En 1824, Turpin et Dutrochet ont établi que les cellules sont les unités élémentaires de la matière vivante. La cellule est la plus petite unité structurale et fonctionnelle du vivant.

      1. Notion de cellule :

         Les végétaux peuvent être unitaires (une seule cellule) ou pluricellulaires. Les dimensions des cellules sont mesurées en microns ($1μ = 10⁻³ mm$).

      2. Ultrastructure de la cellule végétale :

         La cellule végétale est composée de trois éléments principaux : la paroi squelettique, le cytoplasme et le noyau. La morphologie cellulaire varie selon la pression des cellules voisines et la rigidité de la paroi.

         1. Paroi cellulaire :

            Appelée aussi membrane pectocellulosique ou membrane squelettique. C'est un revêtement rigide autour de la membrane cytoplasmique, composé de cellulose et de pectine. Elle assure la rigidité de la cellule et de la plante. Elle facilite les échanges intercellulaires grâce aux plasmodesmes. Elle est formée d'une paroi primaire (jeune plante), une paroi secondaire (plante âgée) et une lamelle moyenne (ciment entre cellules).

         2. Noyau :

            Organite généralement unique par cellule, de forme variable. Entouré d'une membrane nucléaire délimitant le suc nucléaire où baignent le nucléole (riche en ARN) et la chromatine (ADN). Dans les cellules méristématiques, il est rond et central. Dans les cellules adultes, il est lenticulaire et périphérique, comprimé par la vacuole.

         3. Cytoplasme et ses inclusions :
            1. Cytoplasme :

               Limité par la membrane cytoplasmique (plasmalemme), il renferme un milieu fondamental appelé hyaloplasme, dans lequel baignent les autres constituants. Le plasmalemme permet les transports passifs (osmose) et actifs (pinocytose). L'hyaloplasme est visqueux, incolore, homogène, riche en eau (70-90%), minéraux et substances organiques, et presque toujours en mouvement.

            2. Inclusions cytoplasmiques :

               Organites présents dans le cytoplasme.

               • Plastes : organites spécifiques à la cellule végétale, assurant l'autotrophie. Formés à partir de proplastes. Trois types :
                 • Amyloplastes : abondants dans les organes de réserve (igname, pomme de terre), stockent l'amidon.
                 • Chromoplastes : abondants dans les fruits et fleurs, accumulent les substances donnant la couleur et le goût (ex. lycopène des tomates).
                 • Chloroplastes : organites de la photosynthèse, grâce aux pigments qu'ils contiennent. Principalement dans le parenchyme pallissadique des feuilles.
               • Vacuole : présente dans les cellules animales (petites, disséminées) et végétales. Chez les plantes âgées, les petites vacuoles fusionnent en une grande vacuole unique. Contient le suc vacuolaire (eau, minéraux, substances organiques). Fonctions : échanges avec le cytoplasme, digestion des substances indésirables, stockage des réserves.
               • Peroxysomes et lysosomes : peroxysomes réalisent des réactions d'oxydation ; lysosomes réalisent la digestion et l'épuration cellulaire.
               • Mitochondries : organites sphériques avec un stroma interne et une double membrane. Responsables de la production d'énergie sous forme d'ATP.
               • Réticulums endoplasmiques : réseau de tubules ou saccules, pouvant être granuleux (ergastoplasmes) ou lisses. Rôle dans la synthèse, modification, transport et stockage des molécules.
               • Ribosomes : petites structures présentes dans toutes les cellules vivantes, leur rôle principal est la synthèse des protéines.
               • Appareil de Golgi ou Dictyosomes : composé d'ampoules, vésicules et saccules empilés. Centre de tri et de distribution cellulaire, recevant, transformant et distribuant les protéines.
   2. Histologie :

      Science qui étudie les tissus, ensembles de cellules groupées ayant une même organisation et fonction (ex. épiderme, parenchymes, sclérenchyme, xylème, phloème, collenchyme).

      Les tissus végétaux sont regroupés en cinq catégories :

      1. Tissus méristématiques :

         Tissus dont les cellules sont en division active, formant les autres parties de l'appareil végétatif.

         1. Méristèmes primaires :

            Situés en position apicale (feuilles, racines, tiges des Dicotylédones), marginale (feuilles des Dicotylédones) ou basale (feuilles des Monocotylédones et Gymnospermes). Cellules petites, isodiamétriques, jointives, sans méats. Assurent la croissance en longueur des organes et la croissance en largeur des feuilles.

         2. Méristèmes secondaires :

            Responsables de la croissance en épaisseur. Produisent des formations secondaires au niveau des tissus conducteurs du cylindre central (cambium vasculaire) et de la zone corticale externe (phellogène).

            1. Cambium ou assise génératrice libéro-ligneuse :

               Situé dans le cylindre central, entre le bois primaire (xylème primaire) et le liber primaire (phloème primaire). Produit du liber secondaire vers l'extérieur et du bois secondaire vers l'intérieur, assurant la croissance en épaisseur des organes.

            2. Phellogène ou assise génératrice subéro-phellodermique :

               Situé dans la partie corticale des tiges, pétioles et feuilles. Produit le suber (vers l'extérieur) et le phelloderme (vers l'intérieur), formant des tissus de réserve et de revêtement.

      2. Tissus de protection ou tissus protecteurs :

         Imperméables à l'eau, protègent contre la déshydratation.

         1. Épiderme :

            Tissu qui recouvre les parenchymes des organes aériens jeunes (feuilles, jeunes tiges, pièces florales, fruits). Composé de cellules épidermiques pour la protection et de stomates pour les échanges gazeux. Peut porter des poils épidermiques. Sur les tiges âgées, l'épiderme est remplacé par le suber.

         2. Stomates :

            Orifices dans l'épiderme de la feuille permettant les échanges gazeux (CO2, O2) et le contrôle de la transpiration. Situés au-dessus d'une chambre sous-stomatique. Leur ouverture est contrôlée par la turgescence des cellules de garde.

         3. Liège ou suber :

            Tissu protecteur brun ou noirâtre, plus ou moins épais, qui remplace l'épiderme sur les tiges âgées.

      3. Tissus de réserve :

         Parenchymes des racines, tiges et feuilles, qui assurent la photosynthèse et l'accumulation de substances. On distingue les parenchymes chlorophylliens (parties aériennes) et non chlorophylliens (parties souterraines).

      4. Tissus de soutien :

         Assurent la rigidité et la solidité des organes.

         • Collenchyme : tissu de soutien des jeunes organes en croissance. Situé à la périphérie externe, formé de cellules allongées à paroi épaisse, riche en cellulose.
         • Sclérenchyme : tissu dans les organes aériens (plus rarement racines). Formé de cellules allongées à paroi très épaisse et lignifiée, conférant une plus grande dureté et rigidité que le collenchyme.
      5. Tissus conducteurs :

         Assurent la circulation des sèves.

         • Xylème (bois ou tissu ligneux/vasculaire) : conduit la sève brute (riche en sels minéraux).
         • Phloème (liber ou tissu criblé) : conduit la sève élaborée (riche en substances organiques).

   Anatomie des Organes Végétaux

   Racine

   La racine présente une structure primaire et une structure secondaire. En coupe transversale, elle se compose de l'écorce et du cylindre central.

   1. Structure primaire de la racine :

      Dans les racines jeunes.

      1. Écorce :

         Plus épaisse que celle de la tige, composée de l'extérieur vers l'intérieur :

         • Assise pilifère : une seule assise de cellules portant les poils absorbants (unicellulaires, ramifiés ou non). Remplacée par du suber sur les organes âgés.
         • Parenchyme de réserve.
         • Endoderme : assise la plus profonde, cellules régulièrement disposées et allongées.
      2. Cylindre central :

         De l'extérieur vers l'intérieur :

         • Péricycle : cellules alternant avec celles de l'endoderme, plusieurs assises de cellules cellulosiques.
         • Phloème (liber) et xylème (bois) primaires en alternance. Le pôle ligneux (protoxylème) est adossé au péricycle. Le xylème et le phloème primaires ont une différenciation centripète.
         • L'intérieur est occupé par du parenchyme médullaire ou moelle.

         Le nombre de faisceaux criblo-vasculaires est rarement supérieur à 8 chez les Angiospermes Dicotylédones et dépasse 8 chez les Monocotylédones. La coupe anatomique présente une symétrie axiale.

   2. Structure secondaire de la racine :

      Les formations secondaires libéro-ligneuses et subéro-phellodermiques se superposent :

      • Le cambium produit du xylème secondaire (vers l'intérieur) et du phloème secondaire (vers l'extérieur).
      • Le phellogène produit du suber (vers l'extérieur) et du phelloderme (vers l'intérieur).
      • Le centre reste occupé par le parenchyme médullaire.

      La plupart des Monocotylédones ne forment pas de tissus secondaires ; leurs racines n'ont qu'une structure primaire, avec un nombre de faisceaux libéro-ligneux > 8 et sans formations secondaires de suber, phelloderme, xylème II ou phloème II.

   Tige

   La tige peut être herbacée (peu de tissus ligneux) ou ligneuse (riche en tissus ligneux). Elle présente une symétrie axiale et deux types de structures : primaire et secondaire.

   1. Structure primaire de la tige :
      1. Structure primaire chez les Angiospermes dicotylédones :

         En coupe transversale, de l'extérieur vers l'intérieur :

         • Cuticule.
         • Épiderme : avec poils pluricellulaires et parfois stomates.
         • Collenchyme : continu ou non.
         • Parenchyme à méats ou lacunes.
         • Sclérenchyme : continu ou non, peu abondant.
         • Faisceaux libéro-ligneux : généralement sur un seul cercle, avec liber primaire et bois primaire superposés. Le cambium est entre ces formations. Les faisceaux peuvent être distants ou unis en un anneau. La différenciation du xylème primaire est centrifuge, celle du phloème primaire est centripète.
      2. Structure primaire chez les Angiospermes Monocotylédones :

         En coupe transversale, de l'extérieur vers l'intérieur :

         • Cuticule.
         • Épiderme : avec stomates.
         • Parenchyme fondamental : avec de nombreux faisceaux libéro-ligneux disposés sur plusieurs cercles (parfois avec un gradient de taille).
         • Sclérenchyme : continu ou discontinu, parfois lié aux faisceaux libéro-ligneux.
         • Phloème primaire et xylème primaire superposés. Différenciation du bois primaire centrifuge, celle du liber primaire centripète.
         • Le centre peut être plein ou lacuneux.
   2. Structure secondaire de la tige :

      Présente chez les Gymnospermes et les Dicotylédones. Elle comprend :

      • Bois secondaire et liber secondaire : produits par le cambium.
      • Suber et phelloderme : élaborés par le phellogène.

      Dans un faisceau libéro-ligneux, l'ensemble formé par le liber secondaire, le bois secondaire et le cambium est appelé pachyte, qui peut être continu ou discontinu.

   Feuille

   La feuille présente un plan de symétrie bilatérale. Au niveau du pétiole, l'asymétrie est bilatérale.

   1. Cas des Angiospermes Dicotylédones :

      En coupe transversale, de la face supérieure à la face inférieure :

      • Cuticule.
      • Épiderme supérieur : peu de stomates, parfois des poils pluricellulaires.
      • Mésophylle ou parenchyme chlorophyllien :
        • Parenchyme palissadique : cellules plus hautes que larges.
        • Parenchyme lacuneux : généralement vers la face inférieure.
      • Épiderme inférieur : riche en stomates, avec chambres sous-stomatiques formées par les lacunes.
      • Près des nervures : faisceaux criblo-vasculaires, parfois collenchyme et/ou sclérenchyme.
      • Entre le xylème et le phloème primaires : cambium produisant les formations secondaires libéro-ligneuses.
   2. Cas des Angiospermes Monocotylédones :

      En coupe transversale, de la face supérieure à la face inférieure :

      • Épiderme supérieur : relativement peu de stomates.
      • Parenchyme chlorophyllien : avec méats et lacunes.
      • Faisceaux libéro-ligneux : tous coupés perpendiculairement (nervures parallèles).
      • Épiderme inférieur : beaucoup plus de stomates.
      • À l'intérieur : sclérenchyme pouvant former une gaine autour des faisceaux libéro-ligneux.

      Chez de nombreuses Poaceae, l'épiderme supérieur présente des cellules bulliformes (ou cellules motrices), plus grandes, qui aident à la protection de la plante en se plasmolysant (limbes se replient) par temps sec ou se turgescentes (limbes étalés) par temps humide.

   Points Clés à Retenir

   • La botanique est une science multidisciplinaire essentielle pour la compréhension des plantes et leurs applications, notamment en santé.
   • La classification des plantes repose sur des systèmes hiérarchisés et des critères morphologiques ou génétiques précis.
   • Chaque organe végétal (racine, tige, feuille, fleur, fruit) présente une grande diversité morphologique et des adaptations spécifiques à son environnement et à ses fonctions.
   • La connaissance de la structure interne (cytologie et histologie) des cellules et tissus végétaux est fondamentale pour comprendre le fonctionnement des plantes.
   • Les tissues méristématiques sont responsables de la croissance, les tissus protecteurs de la survie, et les tissus conducteurs du transport des sèves.
   • Les formations secondaires (cambium, phellogène) jouent un rôle crucial dans l'épaississement des organes ligneux.
   • L'étude des fruits révèle une complexité dans leurs origines et leurs structures, avec de nombreux types dépendant des parties florales impliquées après fécondation.