Cycades : ce qu’ils sont, caractéristiques, répartition, reproduction

Introduction

Les cycades sont des plantes primitives, apparentées aux conifères et aux ginkgos, caractérisées par leurs graines nues et leur reproduction sexuée complexe.​ Ces cycadophytes préhistoriques ont évolué il y a plus de 300 millions d’années.​

Définition et classification

Les cycades sont des plantes vasculaires primitives appartenant au groupe des gymnospermes, qui regroupe également les conifères et les ginkgos. Ils sont caractérisés par la présence de graines nues, non enfermées dans un fruit, contrairement aux plantes angiospermes.​

Ces plantes sont classées dans la division des Cycadophyta, qui comprend trois ordres ⁚ les Cycadales, les Bennettitales et les Cycadeoidales. Les Cycadales regroupent les genres actuels de cycades, tels que Cycas, Zamia et Macrozamia, tandis que les Bennettitales et les Cycadeoidales sont des groupes fossiles.​

Les cycades sont souvent confondus avec les palmiers ou les fougères, mais ils en diffèrent par leur structure végétative et reproductive unique. Ils sont également appelés «plantes vivantes fossiles» en raison de leur évolution remontant au Mésozoïque, période où dominaient les dinosaures.​

La classification des cycades est encore objet de débats et de recherches, mais il est admis que ces plantes primitives occupent une position-clé dans l’évolution des plantes vasculaires.​

Caractéristiques des cycades

Les cycades présentent des caractéristiques uniques, telles que des feuilles persistantes, des troncs robustes, des racines tubéreuses et des graines nues, ainsi que des structures reproductrices complexes, comme le sporange et les microspores et macrospores.​

Graines nues et gymnospermes

Les cycades sont des plantes à graines nues, c’est-à-dire que leurs graines ne sont pas enfermées dans un fruit ou une autre structure protectrice.​ Cette caractéristique les classe parmi les gymnospermes, un groupe qui comprend également les conifères et les ginkgos.​

Cette particularité est due à la présence d’un ovule nu sur la surface des écailles du cône femelle. Lors de la pollinisation, les microspores (pollens) sont déposées sur l’ovule, permettant la fécondation.​

Les graines des cycades sont donc exposées directement à l’environnement, ce qui les rend plus sensibles aux conditions climatiques et aux prédateurs. Cependant, cette adaptation leur permet de résister à des conditions défavorables et de se disperser efficacement.​

La présence de graines nues chez les cycades est un caractère primitif, qui les rattache aux plantes primitives du Paléozoïque. Cette caractéristique a évolué pour donner naissance aux plantes à fleurs, qui ont développé des structures plus complexes pour protéger leurs graines.​

Plantes vasculaires primitives

Les cycades sont des plantes vasculaires primitives, qui ont évolué à partir des premières plantes terrestres.​ Elles possèdent un système vasculaire simple, composé de xylème et de phloème, qui leur permet de transporter les substances nutritives et l’eau.​

Ces plantes primitives ont conservé certaines caractéristiques des premières plantes terrestres, comme la présence de rhizoïdes au lieu de racines verdadeires. Les cycades ont également des feuilles simples, non composées, qui ressemblent à celles des premières plantes vasculaires.​

Les cycades sont considérées comme des “fossiles vivants”, car elles ont réussi à survivre à travers les ères géologiques avec peu de changements morphologiques.​ Elles ont ainsi conservé des caractéristiques primitives qui les rattachent aux plantes du Dévonien et du Carbonifère.​

Cette primitiveité explique pourquoi les cycades sont souvent étudiées par les botanistes et les paléobotanistes, qui cherchent à comprendre l’évolution des plantes terrestres et les mécanismes qui ont permis leur adaptation à l’environnement.​

Répartition des cycades

Les cycades sont réparties dans les régions tropicales et subtropicales du monde, notamment en Australie, en Asie du Sud-Est, en Amérique centrale et en Afrique subsaharienne, où elles occupent des habitats variés, allant des forêts humides aux régions arides.​

Répartition géographique

La répartition géographique des cycades est largement influencée par leur histoire évolutive et leur adaptation à des environnements spécifiques.​ On retrouve ainsi ces plantes primitives dans les régions tropicales et subtropicales du monde, où elles occupent des niches écologiques variées.​

En Australie, les cycades sont particulièrement abondantes, avec plus de 70 espèces réparties dans les forêts humides et les régions arides du nord et de l’est du pays.​ En Asie du Sud-Est٫ les cycades sont également très représentées٫ notamment en Chine٫ au Japon et en Thaïlande.​

En Amérique centrale et du Sud, les cycades sont présentes dans les forêts tropicales et les régions montagneuses, notamment au Mexique, au Costa Rica et en Colombie.​ En Afrique subsaharienne, les cycades sont principalement localisées dans les régions tropicales de l’est et du sud du continent, notamment en Afrique du Sud et au Mozambique.​

Habitats et milieux

Les cycades occupent une grande variété d’habitats et de milieux, allant des forêts tropicales humides aux régions arides et aux zones montagneuses.​ Dans ces différents environnements, les cycades ont développé des adaptations spécifiques pour répondre aux contraintes écologiques locales.​

Dans les forêts tropicales, les cycades se développent souvent dans les sous-bois, où la lumière est filtrée et la température est constante.​ Elles peuvent également être trouvées dans les zones ripisylves, le long des cours d’eau et des rivières.​

Dans les régions arides, les cycades ont adapté leur physiologie pour résister à la sécheresse et aux températures extrêmes.​ Elles se développent souvent sur des sols rocheux ou sableux, où la concurrence végétale est faible.​

Enfin, dans les zones montagneuses, les cycades occupent des habitats spécifiques, tels que les pentes rocheuses ou les ravins, où la végétation est souvent clairsemée et la température est fraîche.​

Reproduction des cycades

La reproduction des cycades est un processus complexe impliquant la formation de spores, la pollinisation entomophile et la fécondation des ovules, aboutissant à la production de graines fécondées, qui assurent la pérennité de l’espèce.​

Sporange et spores

Le sporange est une structure reproductrice spécifique des cycades, où se forment les spores.​ Les cycades produisent deux types de spores ⁚ les microspores et les macrospores.​ Les microspores sont les spores mâles, qui donneront naissance aux spermatozoïdes flagellés, tandis que les macrospores sont les spores femelles, qui donneront naissance aux ovules.​

Le sporange est généralement situé à l’extrémité des feuilles ou sur les axes des plantes.​ Il est protégé par une couche de tissu épais, appelée sporangiale, qui s’ouvre pour libérer les spores à maturité.​

Les spores des cycades sont très résistantes et peuvent survivre dans des conditions difficiles, telles que la sécheresse ou la chaleur intense; Cette résistance leur permet de se disperser efficacement et d’assurer la reproduction de l’espèce.​

La formation des spores est un processus complexe qui implique la meiose, une division cellulaire spécialisée qui produit des cellules haploïdes.​ Les spores résultantes sont alors prêtes à être dispersées et à donner naissance à de nouvelles plantes.​

Reproduction sexuée

La reproduction sexuée des cycades est un processus complexe qui implique la formation de gamètes mâles et femelles.​ Les gamètes mâles, appelés spermatozoïdes, sont produits par les microspores et sont équipés de flagelles qui leur permettent de se déplacer vers l’ovule.​

Les gamètes femelles, appelés ovules, sont produits par les macrospores et contiennent les cellules reproductrices femelles.​ Lorsque les spermatozoïdes rencontrent l’ovule, ils fusionnent pour former un zygote diploïde.​

La pollinisation entomophile, c’est-à-dire la pollinisation par les insectes, joue un rôle crucial dans la reproduction sexuée des cycades.​ Les insectes, tels que les coléoptères et les lépidoptères, visitent les plantes mâles et femelles et transfèrent les spermatozoïdes des microspores vers les ovules des macrospores.​

La reproduction sexuée des cycades est un processus lent et inefficace, ce qui explique pourquoi ces plantes ont développé des stratégies de reproduction végétative, telles que la production de pousses adventives, pour assurer leur survie.​

Fécondation et développement des graines

Après la pollinisation et la fécondation, le zygote diploïde se développe en un embryon qui se nourrit du tissu ovarien de la plante femelle.​ L’embryon se développe ensuite en une graine fécondée, qui est protégée par une couche épaisse de tissu.​

La graine fécondée est caractérisée par la présence d’un embryon diploïde, d’un tissu ovarien et d’une couche de tissu protecteur.​ La graine est également équipée d’une petite ouverture appelée micropyle, qui permet à l’eau et aux nutriments de pénétrer dans la graine.

Lorsque les conditions environnementales sont favorables, la graine germe et produit une plante juvénile qui se développe en une plante adulte.​ Le développement de la graine est un processus lent et complexe qui nécessite des conditions spécifiques, telles que la présence d’eau, de lumière et de nutriments.​

Les graines des cycades sont très résistantes et peuvent rester dormantes pendant des années, attendant les conditions favorables pour germer. Cette stratégie de reproduction permet aux cycades de survivre dans des environnements hostiles et de coloniser de nouveaux habitats.

Graines fécondées et dispersion

Les graines fécondées des cycades sont capables de germer et de donner naissance à de nouvelles plantes.​ Cependant, avant de germer, les graines doivent être dispersées loin de la plante parente pour éviter la compétition et optimiser les chances de survie.​

Les cycades ont développé différentes stratégies pour disperser leurs graines, notamment la dispersion par les animaux, comme les oiseaux et les rongeurs, qui consomment les graines et les dispersent avec leurs excréments.​ Les graines peuvent également être dispersées par le vent ou par l’eau.​

Les graines des cycades sont équipées de structures spéciales, comme des ailes ou des poils, qui facilitent leur dispersion.​ Par exemple, les graines de certaines espèces de cycades ont des ailes qui les font voler loin de la plante parente.​

La dispersion des graines est un processus crucial pour la survie et la propagation des cycades.​ En dispersant leurs graines, les cycades peuvent coloniser de nouveaux habitats, améliorer la diversité génétique et augmenter leur aire de répartition.​