L’arbre généalogique des fleurs abondantes réorganise ses « branches » et gagne 800 « feuilles »

Enfermés dans les tiroirs des musées depuis des années, voire des décennies, plusieurs milliers de spécimens de plantes précieuses ont retrouvé la lumière, du moins artificiellement… le temps de quelques instants. De petits fragments en ont été retirés mais uniquement – ​​rassurons-nous – pour une noble cause : celle de retracer les liens de parenté entre plantes à fleurs, ou « angiospermes » pour les scientifiques.

Il existe aujourd’hui environ 330 000 espèces. Leur croissance sur notre planète s’est accompagnée à la fois de rejets massifs d’oxygène dans l’atmosphère et de nouvelles ressources alimentaires (nectar et fruits) pour les animaux. Mais que s’est-il passé pour donner naissance à une telle biodiversité ?

Une nouvelle étude publiée dans la revue Nature (24 avril 2024) révèle deux épisodes de grande diversification des angiospermes. La première, il y a environ 150 millions d’années, a donné naissance à environ 80 % des groupes actuels. Puis, une seconde “pousser” s’est produit il y a environ 45 millions d’années – peut-être en raison de changements dans les habitudes de pollinisation ou dans le régime alimentaire des insectes, ou peut-être en raison d’un climat plus froid.

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Reconstruire l’ADN du noyau cellulaire

Outre les différences anatomiques qui aident encore aujourd’hui les biologistes à classer les espèces végétales par genre, par famille et par ordre, ils disposent aujourd’hui d’un outil complémentaire précieux, à savoir l’analyse du matériel génétique. Celui-ci est contenu à plusieurs endroits des cellules, notamment dans le noyau cellulaire et dans les chloroplastes, sites de la photosynthèse.

Au sein de ces compartiments dédiés à capter l’énergie du soleil, le génome est à la fois plus court et présent en de nombreux exemplaires, ce qui le rend “plus facile à observer”explique l’un des auteurs, Douglas Soltis, de l’Université de Floride (Science).

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Mais le revers de la médaille est que l’information génétique reste très incomplète. C’est pourquoi lui et ses collègues ont mis en œuvre des techniques moléculaires de pointe, permettant cette fois d’accéder à des régions spécifiques de l’ADN nucléaire (ADN du noyau), et de « reconstituer » des fragments dégradés.

L’équipe a ainsi séquencé une partie des génomes nucléaires d’environ 8 000 genres d’angiospermes (soit 58 % des genres de plantes à fleurs, couvrant toute l’étendue du règne floral, les 64 ordres et leurs 416 familles). En comparant 353 gènes d’une espèce à une autre, ils ont pu élaborer les scénarios évolutifs les plus probables pour retracer les gènes hérités d’ancêtres communs.

800 espèces ajoutées à l’arbre fleur-parent

Leur nouvel « arbre phylogénétique », ou arbre de parenté, confirme certainement largement ceux qui l’ont précédé, notamment la séparation entre monocotylédones (graminées, agaves, palmiers, bambous, etc.), eudicotylédones (tournesols, pissenlits, choux, nombreux arbres , etc.), des magnoliidés (magnolias, lauriers, avocats, etc.) et quelques lignées plus isolées.

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Mais ce panorama inédit réserve aussi des surprises. Alors que la plupart des botanistes ont longtemps supposé que le groupe comprenant les tournesols, les marguerites et les asters (25 000 espèces) partageait une seule lignée, la nouvelle étude suggère qu’ils dérivent en réalité de plusieurs ancêtres. De même, les ordres qui comprennent les géraniums et les eucalyptus, autrefois considérés comme étroitement liés, sont en réalité très éloignés.

En outre, les échantillons comprennent environ 800 espèces dont le génome n’avait jamais été séquencé auparavant, comme leAlstonia spectabilisun arbre médicinal trouvé en Australie et en Asie, que le peuple Tetun du Timor occidental utilise pour traiter le paludisme.

Préserver la biodiversité en voie de disparition

Selon Lucas Majure, biologiste de l’évolution des plantes à l’Université de Floride, qui n’a pas participé à ces travaux, ces connaissances pourraient accélérer la découverte de médicaments dérivés des plantes et contribuer à la préservation de la biodiversité (Science).

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Et selon Craig Barrett de l’Université de Virginie occidentale, également en dehors de cette publication, « Il s’agit d’une avancée majeure dans notre compréhension de la biodiversité terrestre, que nous perdons à un rythme alarmant. » En effet, selon une précédente étude, 45 % des plantes à fleurs recensées sur Terre pourraient être menacées d’extinction.