Les mycorhizes et la colonisation des terres émergées

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Annales corrigées
Classe(s) : Tle S | Thème(s) : Génétique et évolution
Type : Pratique du raisonnement scientifique 2 | Année : 2015 | Académie : Amérique du Nord
Corpus Corpus 1
Les mycorhizes et la colonisation des terres émergées

Génétique et évolution

svtT_1506_02_00C

Ens. spécifique

19

Amérique du Nord • Juin 2015

pratique du raisonnement scientifique

Exercice 2 • 5 points

Il existe souvent des relations symbiotiques entre plantes et champignons. Ces associations à bénéfices réciproques sont des mycorhizes.

> En utilisant les informations des documents et vos connaissances, mettez en évidence les principaux rôles des mycorhizes dans la nutrition hydrominérale des plantes. Puis, argumentez l’hypothèse que ce type de symbiose a pu contribuer à la colonisation du milieu aérien par les plantes, il y a environ 400 Ma.

 DOCUMENT 1 Surface d’échange avec le sol pour une plante mycorhizée ou non

 

Les deux schémas ci-contre comparent une partie des appareils racinaires de deux plants d’une même espèce, l’un mycorhizé (en haut) et l’autre non (en bas).

D’après www.arboris.be

 DOCUMENT 2 Nutrition hydrominérale de la plante et mycorhizes

a. Accroissement en hauteur de plants de Cupressus atlantica préalablement inoculés ou non par des champignons mycorhiziens au cours de la première année de plantation


 

b. Mesure de la biomasse et des quantités d’azote (N) et de phosphore (P) pour trois lots de plants d’Acacia holosericea après deux années de plantation

Contrairement au lot témoin, les lots COI024 et IR100 sont mycorhizés.


 

Le projet majeur africain de la Grande Muraille Verte, A. Dia et R. Duponnois, IRD, 2010

 DOCUMENT 3 Exemple d’endomycorhize actuelle

Arbuscule intracellulaire d’une endomycorhize actuelle dans une cellule de maïs (MEB, barre blanche = 5 μm).

Le maïs, comme 85 % des plantes actuelles, est mycorhyzé.


 

D’après acces.ens-lyon.fr

 DOCUMENT 4 La flore de Rhynie

Le site de Rhynie, situé en Écosse, est un gisement fossilifère exceptionnel daté d’environ &minus  410 Ma. On y trouve les plus anciennes formes connues de végétaux vasculaires à ramifications aériennes, comme Aglaophyton, Rhynia

Ces espèces possédaient une cuticule protectrice, des stomates et des trachéides constituant des tissus conducteurs de sève brute. En revanche, ils ne présentaient pas de système racinaire bien développé, mais de simples rhizomes permettant avant tout la fixation de la plante sur le sol.


 

D’après une illustration de F. Gantet

 DOCUMENT 5 Coupe transversale d’un rhizome fossile d’Aglaophyton de Rhynie

Les fossiles de Rhynie ont bénéficié d’une conservation exceptionnelle.

a.


 

b.


 

En (a), coupe transversale d’un rhizome fossile d’Aglaophyton de Rhynie (lame mince en MO, &times  15) et, en (b), détail de deux cellules (&times  600).

F. Le Tacon et M.-A. Selosse, Revue forestière française, XLIX, 15-24, 1997

Les clés du sujet

Comprendre le sujet

  • Le sujet comporte deux questions. Il faut donc repérer les documents qui se rapportent à la première question (documents 1 et 2) et ceux qui ont trait à la deuxième question (documents 3 à 5).
  • La difficulté est de ne pas paraphraser les documents, et donc de bien dégager les idées générales, significatives qui ressortent de leur analyse. Par exemple, pour le document 2a, il ne s’agit pas de comparer mois par mois l’accroissement de taille des deux plantations. L’analyse doit tenir compte du paramètre signalé dans le graphique : la saison (sèche ou humide).
  • Il faut bien repérer que les documents relatifs à la deuxième question vous suggèrent de faire un raisonnement par analogie : la similitude entre les structures présentes dans une cellule racinaire de maïs et celles trouvées dans des cellules de la plante fossile suggèrent que la plante fossile était mycorhizée.

Mobiliser ses connaissances

  • Une diversification des êtres vivants est aussi possible sans modification des génomes : ce sont les associations, dont font partie les symbioses.
  • La plante développe des surfaces d’échanges de grande dimension avec l’atmosphère (échanges gazeux, capture de la lumière) et avec le sol (échange d’eau et d’ions minéraux : nutrition hydrominérale).