Les Végétaux

Arbre phylogénétique simplifié des Embryophytes

Les Embryophytes correspondent au groupe monophylétique regroupant l'ensemble des végétaux terrestres.
Ils sont caractérisés par plusieurs caractères dérivés propres (synapomorphies) :

présence d'un embryon pluricellulaire dans lequel plusieurs parties sont différenciées ;
présence d'une cuticule ;
gamètes formés dans des structures pluricellulaires, les gamétanges (gamétange femelle = archégone ; gamétange mâle = anthéridie);
paroi des spores contenant de la sporopollénine, etc.

Les Embryophytes, également connus sous le nom de plantes terrestres, sont un groupe diversifié d'organismes photosynthétiques qui ont évolué à partir d'algues vertes ancestrales pour coloniser la terre ferme il y a environ 500 millions d'années. Les plantes terrestres sont caractérisées par la présence d'un cycle de vie avec des phases distinctes de sporophyte et de gamétophyte, ainsi que par la capacité à produire de la lignine pour soutenir les tissus conducteurs.

L'arbre phylogénétique des Embryophytes est une représentation schématique de l'évolution des différentes lignées de plantes terrestres depuis leur ancêtre commun. Il est basé sur l'analyse de données génétiques et morphologiques de plantes vivantes et fossiles, et a été largement étudié par les biologistes évolutionnaires.

La classification des embryophytes a été grandement révisée depuis le milieu des années 1990. Par exemple, les anciennes Bryophytes, polyphylétiques, ont été séparées en deux clades distincts, monophylétiques : les Marchantiophytes (hépatiques) et les Bryophytes (mousses s.s.).

Les groupes de la collection "forêt houillère"

Six clades principales d'embryophytes présents dans la collection "forêt houillère":

les Lycophytes (Sélaginelle, Sigillaria)
les Filicophytes (Polypode, Psaronius)
les Equisetophytes (Prêle, Calamites)
les Ginkgophytes (Ginkgo, Neuropteris)
les Coniferophytes (Pin, Walchia)
les Angiospermes (Chêne, Roseau)

Lycophytes

Les Lycophytes regroupent tout un ensemble de végétaux actuels de petite taille. Les premiers représentants de cette lignée datent du Silurien supérieur. Elles présentent des sporanges solitaires, portés à l'aisselle de feuilles disposées autour de l'axe principal. Selon les espèces, les spores peuvent être toutes identiques (homosporie) ou bien être de deux tailles différentes (hétérosporie). L'exemple choisi pour la collection "forêt houillère", la Sélaginelle, est hétérosporée. Si les Lycophytes actuelles sont de petite taille, ce n'était pas obligatoirement le cas par le passé : Dans la forêt houillère, nombre d'arbres de belle taille étaient ainsi des Lycophytes. Il s'agissait en particulier des Lepidodendron et des Sigillaria. (C'est ce dernier genre qui est présent dans la collection "forêt houillère", mais le genre Lepidodendron aurait tout aussi bien convenu : Il est ainsi possible de faire effectuer des recherches complémentaires par les élèves sur cet arbre, de nombreux documents étant disponibles, tant sur Internet que dans la littérature)

Filicophytes

Les Filicophytes correspondent aux Moniliformopses non-Equisétophytes. Il s'agit d'un ensemble paraphylétique. La majorité des espèces de Filicophytes (en particulier en France métropolitaine) correspondent en fait aux fougères leptosporangiées, qui forment elles un groupe monophylétique.
Les deux espèces de Filicophytes présents dans la collection "forêt houillère" sont :

le Polypode, qui est une fougère leptosporangiée ;
Psaronius, qui est une fougère arborescente, qui fait partie de la famille des Marattiacées. Il ne s'agit donc pas d'une fougère leptosporangiée.

Il est donc nécessaire d'utiliser le groupe des Filicophytes, bien qu'il ne soit pas monophylétique, pour regrouper ici le Polypode et Psaronius.

Les Filicophytes sont caractérisées entre autre par des feuilles, nommées frondes, qui se développent en crosses initialement.

Equisetophytes

Les Equisetophytes forment un groupe homogène regroupant les prêles actuelles et les Calamites du Carbonifère. Les rameaux sont insérés en verticilles sur la tige, ce qui correspond à une tige d'aspect articulé.

Ginkgophytes

Les Ginkgophytes ne sont représentées actuellement que par une unique espèce, le Ginkgo biloba. Les plus anciennes Gingkophytes sont datées du Permien.
Dans la collection "forêt houillère", le Ginkgo est rapproché de Neuropteris, bien que Neuropteris ne soit pas un Ginkgophyte. Ces deux plantes présentent des ovules sans qu'une graine se développe : Il ne s'agit donc ni de Coniférophytes ni d'Angiospermes.

Coniférophytes

Les Coniférophytes, ou Pinophytes, regroupent des Spermatophytes avec des cônes formés d'écailles. Ces écailles portent soit des ovules sur leur face supérieure, soit des sacs polliniques sur leur face inférieure.
Les Coniférophytes sont pour l'essentiel des arbres à feuilles persistantes en forme d'aiguilles ou de lanières. Plusieurs Coniférophytes étaient présents dans la forêt houillère : les Cordaïtales étaient les plus abondantes, mais Walchia a été choisi dans le cadre de la collection Phylogène, car plus proches des Coniférophytes Pinacées (auquelles appartient le Pin).

Angiospermes

Les Angiospermes, ou plantes à fleurs et à fruits, sont caractérisées par une double fécondation avec siphonogamie, des vaisseaux vrais dans le xylème, des tubes criblés et cellules compagnes dans le phloème, etc. Elles sont apparues vraisemblablement peu avant le Crétacé (- 135 millions d'années) et ont rapidement évolué, dominant les flores terrestres dès la fin du Crétacé. Les deux espèces proposées dans la collection "forêt houillère" sont donc des plantes actuelles, les Angiospermes n'existant pas au Carbonifère ni au Permien :

le Chêne est un arbre de la famille des Fagacées ;
le Roseau est une plante herbacée monocotylédone de la famille des Poacées (remarque : les monocotylédones, au contraire des dicotylédones, forment un ensemble monophylétique).