Les plantes ont décidément du génie. Prenons les végétaux terrestres, cloués au sol par leurs racines. Comment faire pour éparpiller leurs graines ? Les plantes à fleurs déploient là des trésors d’inventivité. C’est une profusion d’innovations, de «
merveilleux systèmes de dissémination, de propulsion, d’aviation, que nous trouvons de toutes parts dans la forêt et dans la plaine (…).
L’hélice aérienne ou samare de l’érable, la bractée du tilleul, la machine à planer du chardon, du pissenlit, du salsifis ; les ressorts détonants de l’euphorbe, l’extraordinaire poire à gicler de la momordique, les crochets à laine des ériophiles ; et mille autres mécanismes inattendus et stupéfiants… ». Ainsi s’émerveillait Maurice Maeterlinck (1862-1949), Prix Nobel de littérature, dans L’Intelligence des fleurs (1907).
Le génie vert
Cent treize ans plus tard, les données massives du séquençage du génome aident à comprendre tout ce génie vert. Compilées dans la revue Nature du 23 octobre, elles retracent l’aventure évolutive de l’univers végétal. Plus de 200 botanistes à travers le monde (Canada, Etats-Unis, Allemagne, Royaume-Uni, Chine) ont participé à ce projet, coordonné par le professeur Gane Ka-Shu Wong, de l’université de l’Alberta (Canada). Algues vertes, mousses, fougères, conifères, plantes à fleurs… : 1 124 espèces végétales ont été passées au crible de la génomique. Leurs gènes actifs (ou transcriptomes) ont été séquencés, ainsi que le génome entier de 31 espèces. Telle était la mission du programme 1KP, ou « Un millier de transcriptomes de plantes ».
Au terme de neuf ans de travail, ce consortium publie un vaste et minutieux arbre phylo-génomique des plantes. «
Il y a plus d’un milliard d’années, un ancêtre des algues vertes s’est divisé en deux lignées qui ont divergé : d’un côté, les plantes à fleurs, les plantes terrestres et des groupes d’algues apparentées ; de l’autre, un éventail varié d’algues vertes », explique le professeur James Leebens-Mack, de l’université de Géorgie, aux Etats-Unis, coauteur.
La graine, une super-innovation qui a permis aux végétaux de résister à la sécheresse et au froid
Posons d’abord quelques jalons. Il y a 800 millions d’années, des algues nommées streptophytes vivaient en eau douce. Les premières plantes qui ont gagné la terre, il y a 450 millions d’années, étaient des mousses (des bryophytes). Puis sont venues les fougères, il y a 420 millions d’années : les plantes ont dû inventer un système vasculaire. Une rupture a lieu il y a 300 millions d’années : l’ère des « plantes à graines » (gymnospermes) a sonné. La graine, une super-innovation qui a permis aux végétaux de résister à la sécheresse et au froid. La plupart de ces gymnospermes sont des conifères : pins, sapins, mélèzes…
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