Botanique Notes

INTRODUCTION À LA BOTANIQUE ET L'APPARITION DU MONDE VÉGÉTAL

La botanique est l'étude des plantes, notamment pour comprendre celles qui possèdent un principe actif (PA) utilisé dans les médicaments.

• Phytothérapie: Utilise la plante dans sa globalité ou un extrait, conservant la matrice végétale, contrairement à l'utilisation de molécules pures issues de plantes toxiques (ex: digoxine).

• Pharmacognosie: Étude des plantes médicamenteuses et toxiques.

• Botanique: Étude des caractères des plantes.

Rôles des Plantes en Pharmacie

• Officine: Conseils, spécialités à base de plantes, intoxications.

• Internat: Gestion des intoxications, interactions médicamenteuses (ex: chimiothérapie et compléments alimentaires).

• Industrie/Recherche: Fabrication de compléments alimentaires, recherche, ethnobotanique.

La pharmacopée européenne transcrit les drogues végétales, identifiant macroscopiquement et microscopiquement les parties utilisées. Le pharmacien doit interpréter ces monographies en connaissant le vocabulaire spécifique.

Exemple de plantes utilisées médicalement: la reine des prés et le saule, anti-inflammatoires grâce à leurs dérivés salicylés.

Les premiers TP porteront sur l'observation des tissus végétaux (tiges, racines, feuilles) au microscope. Une sortie au jardin des plantes de Borderouge est prévue.

L'évaluation comprendra des comptes-rendus de TP (CC) et des questions rédactionnelles (QROC) lors du contrôle terminal (CT).

Qu'est ce que le monde végétal ?

Les végétaux se trouvent dans le domaine des eucaryotes, distingués en deux lignées principales: la lignée verte et la lignée brune.

• Lignée brune: Algues brunes et diatomées.

• Lignée verte: Algues vertes, algues rouges et plantes terrestres (embryophytes).

Les végétaux sont autotrophes, réalisant la photosynthèse pour produire leur énergie:

nH2O + nCO2 + E \,lumineuse = Cn(H2O) + nO_2

Où Cn(H2O) représente le glucose.

La photosynthèse se déroule dans les chloroplastes grâce à des pigments comme la chlorophylle. La paroi cellulaire est cellulosique, offrant rigidité et permettant des adaptations telles que grimper ou ramper.

Les plantes produisent des métabolites secondaires pour se protéger et possèdent des capacités de régénération et de multiplication végétative. Elles sont totipotentes, permettant d'obtenir un organisme entier à partir d'une seule cellule (bouturage).

La taxonomie

La taxonomie est une nomenclature internationale utilisée pour classer les êtres vivants. Le taxon de base est l'espèce. La classification se base sur la morphologie, la biochimie, la génétique et des critères microscopiques.

L'ordre de classification est :

individu ⇒ espèce ⇒ genre ⇒ famille ⇒ ordre ⇒ classe ⇒ embranchement ⇒ règne (phylum)

La dénomination

Les plantes sont nommées par un nom vernaculaire (commun) et un nom latin. Le nom latin est composé du nom de genre (avec une majuscule) et du nom de l'espèce (en minuscule), suivi de l'initiale du nom de la personne ayant nommé le taxon pour la première fois.

Exemple: Genus species L. (où L. est l'initiale de la personne).

Le nom latin donne un accès à plus d'informations scientifiques sur la plante. Un "x" dans le nom signifie qu'il s'agit d'un croisement entre deux espèces (ex: mentha x piperita).

• Famille: suffixe -aceae (ex: Rosa → Rosaceae).

• Ordre: suffixe -ales (ex: Rosa → Rosales).

• Embranchement: suffixe -phytes (ex: Spermaphytes).

Des clés de détermination (livres ou en ligne) aident à identifier les plantes en répondant par oui ou non à des instructions.

L'apparition du monde végétal

Les premiers végétaux sont apparus dans l'eau, sous forme d'algues, qui se sont adaptées en suspension (algues pélagiques) ou en fixation (algues benthiques). La pigmentation variait selon la profondeur.

• Algues vertes (Chlorophycées): Peu d'utilisations.

• Algues brunes (Phéophycées): Alginates (épaississants).

• Algues rouges (Rhodophycées): Agar-agar, carraghénanes.

Le fucus, par exemple, est utilisé pour son effet amaigrissant et laxatif. Par la suite, la formation de la couche d'ozone a permis l'apparition des plantes terrestres (embryophytes) avec de nouveaux tissus et organes (racines, système de conduction de la sève).

Embryophytes:

• Bryophytes: Mousses, vivant dans des lieux humides (pas de racines).

• Trachéophytes: Plantes à vaisseaux, avec racines et vaisseaux conducteurs.

  • Ptéridophytes: Fougères, nécessitant de l'eau pour la reproduction.

  • Spermatophytes: Plantes à graines (gamètes mâles transportés par le pollen).

    • Gymnospermes: Plantes à ovules nus.

    • Angiospermes: Plantes à ovaires.

Seules les plantes les plus évoluées ont des graines, permettant un cycle biologique discontinue et favorisant la fécondation et la survie de l'espèce.

EVOLUTION DU MONDE VÉGÉTAL : DES BRYOPHYTES AUX ANGIOSPERMES

Les spermatophytes sont les trachéophytes les plus perfectionnés, divisés en gymnospermes et angiospermes. Les angiospermes sont les plus évoluées.

QCM:

• La classification actuelle se base sur des critères génétiques.

• Hypericum perforatum L. s'écrit en italique, et Hypericum est le nom du genre. L. fait référence à la personne ayant décrit le taxon.

• Les ptéridophytes ont des racines, et les trachéophytes regroupent les plantes à vaisseaux.

Les bryophytes sont les premières plantes terrestres et sont dépendantes de l'eau pour la reproduction. La discontinuité du cycle biologique (formation de la graine) est un avantage pour la survie des espèces.

Spermatophytes: les plantes à ovules

Les spermatophytes se divisent en gymnospermes et angiospermes. Les angiospermes sont les plus évoluées, avec 267 600 espèces et 422 familles.

Gymnospermes

Exemple: Ginkgo biloba L. (Ginkgoaceae).

Le Ginkgo biloba est un arbre dioïque à croissance lente, utilisé contre les troubles de la circulation. Ses feuilles sont caduques, en éventail et bi-lobées.

Caractéristiques des Gymnospermes:

• Pas de fleurs mais des cônes unisexués (mâles et femelles).

• Grandes plantes ligneuses à croissance lente, peu adaptables.

• Feuilles en forme d'aiguilles ou d'écailles, persistantes.

• Adaptées aux altitudes et températures froides (photosynthèse à basse température).

• Organes reproducteurs peu protégés, conduisant à l'apparition d'ovules charnus (ex: Taxus baccata).

L'évolution des gymnospermes a conduit à l'apparition d'ovules charnus pour protéger les organes reproducteurs. Les animaux ingèrent les arilles (enveloppes juteuses) et disséminent les graines.

Molécules des plantes utilisées dans les traitements anticancéreux (ex: taxanes du Taxus baccata).

Différences Gymnospermes/Angiospermes:

• Gymnospermes: Organes sexuels séparés dans des cônes, ovules nus, fécondation simple.

• Angiospermes: Organes sexuels regroupés dans les fleurs, ovules dans des ovaires (graines dans des fruits), double fécondation (embryon et tissus de réserves).

Angiospermes: plantes à fleurs

Les angiospermes possèdent des fleurs, double fécondation et fruits. C'est le groupe dominant actuellement (250k à 300k espèces), avec une grande diversité de plantes (arbres, arbustes, herbes) et un métabolisme secondaire important.

Exemples d'Angiospermes:

• Millepertuis (Hypericum perforatum L.): Antidépresseur, inducteur enzymatique, photosensibilisant.

• Petit houx (Ruscus aculeatus L.): Améliore la circulation.

• Belladone (Atropa belladonna L.): Toxique, fruits ressemblant à des myrtilles.

• Aconit (Aconitum napellus L.): Très toxique, cause des décès.

La fleur : lieu de la reproduction sexuée

• Gynécée (pistil): Organe reproducteur femelle (carpelle, stigmate, style, ovule, ovaire).

• Androcée/étamine: Organe reproducteur mâle (anthère, filet).

• Pétale: Signalisation (protection), ensemble = corolle.

• Sépale: Protection (signalisation), ensemble = calice.

Calice + corolle = périanthe.

Sépales caduques tombent avant la floraison, sépales marcescents restent après la fécondation, et sépales accrescents s'agrandissent (ex: Physalis alkekengi).

L'androcée est composé d'étamines produisant du pollen. Le gynécée est le pistil, formé de carpelles soudés protégeant les ovules.

L'évolution a mené à des ovaires infères (ovaire en dessous du point d'insertion des pièces florales) pour mieux protéger les gamètes femelles. Il existe aussi des fleurs zygomorphes (symétrie bilatérale).

La pollinisation et la fécondation

La pollinisation est la mise en contact du pollen d'une fleur avec le pistil d'une autre fleur, résultant en la fécondation.

• Anémogamie/anémophilie: Pollinisation par le vent (pas de fleurs colorées, abondance de pollen).

• Entomogamie/entomophilie: Pollinisation par les insectes (fleurs colorées, nectar).

La fécondation comprend la reconnaissance du pollen, la germination avec l'émission du tube pollinique, le cheminement jusqu'à l'ovaire et l'ovule, et la formation du sac embryonnaire. Une double fécondation aboutit à la formation d'un embryon diploïde (2n) et d'un albumen triploïde (3n), formant la graine.