Évolution et caractéristiques

La génération sporophytique diploïde est prédominante chez les ptéridophytes. Ceci se traduit par un appareil végétatif perfectionné, muni d'organes et de tissus structurellement et fonctionnellement différenciés. Le sporophyte possède des racines nécessaires à l'absorption de l'eau et des sels minéraux dans le sol. L'apparition d'un appareil racinaire bien développé facilite la vie terrestre car il permet d'aller puiser l'eau plus profondément dans le sol. Les premières plantes terrestres, qui n'étaient munies que de rhizoïdes, étaient inféodées aux zones marécageuses. De plus le développement du système racinaire permet d'ancrer la plante au sol. C'est aussi sans doute l'un des facteurs qui a été nécessaire a l'apparition des formes arborescentes.

Le sporophyte est constitué de tiges, soit souterraines à croissance horizontale (rhizome), soit aériennes à croissance verticale. La croissance des axes est assurée par les divisions d'une cellule apicale cunéiforme. Il n'existe de tiges aériennes recouvertes de microphylles (feuilles écailleuse avec une seule nervure médiane) que chez les formes archaïques (Sélaginelles, Lycopodes, Prêles..) alors que chez les fougères actuelles, il n'y a plus de tiges aériennes et les macrophylles ou frondes s'insèrent directement sur le rhizome souterrain grâce à leur nervure principale ou rachis.

Chez les ptéridophytes, on rencontre des tissus structurellement et fonctionnellement différenciés. C'est notamment le cas des tissus conducteurs de sèves : le phloème, ou liber, qui véhicule la sève élaborée et le xylème, ou bois, qui véhicule la sève brute. Le développement de système de transport de sève perfectionné a certainement été une étape importante de l'adaptation des plantes au milieu terrestre et a permis l'apparition de végétaux de grande taille. Il en est de même, de l'apparition de la lignine qui renforce la résistance mécanique des tiges en imprégnant la paroi des cellules du xylème et de tissu de soutien (le sclérenchyme).

Contrairement à ce que l'on connaît des premières plantes terrestres ou les générations sporophytiques et gamétophytiques étaient sensiblement de même morphologie, les ptéridophytes se caractérisent par une génération gamétophytique très réduite. Cette réduction se serait faite par une évolution régressive conduisant à une organisation thallophytique, d'où le nom de prothalle que l'on donne à la génération gamétophytique des ptéridophytes. Ces prothalles ont en effet l'aspect de lames cordiformes de quelques millimètres de long chez les fougères, ou de minuscules tubercules chez les lycopodiales. Ils sont munis de rhizoïdes, mais dépourvus d'organes (feuilles, tiges, racines) et de tissus conducteurs. Les prothalles portent les organes de reproduction sexuée.