Une vaste étude génétique reconstitue l’arbre phylogénétique des plantes à fleurs
Au moyen de données génomiques provenant de plus de 9500 espèces, des botanistes ont dressé la carte des relations évolutives entre les plantes à fleurs. Ce nouvel arbre phylogénétique aidera les scientifiques à reconstituer les origines des plantes à fleurs et à orienter les futurs efforts de conservation.
Image d’entête, à partir de l’étude : l’ADN de plus de 9500 espèces représentant près de 8000 genres de plantes à fleurs connus a permis de cartographier l’arbre évolutif des plantes sur des millions d’années. (RBG Kew)
Les plantes à fleurs et à fruits, appelées angiospermes, représentent environ 90 % des plantes terrestres. Elles sont essentielles au maintien des écosystèmes de la Terre, notamment en stockant le carbone et en produisant de l’oxygène, et constituent l’essentiel de notre alimentation.
Selon William Baker, des jardins botaniques royaux de Kew, au Royaume-Uni :
Notre existence même en dépend . C’est pourquoi nous devons vraiment les comprendre.
Au cours des huit dernières années, Baker et ses collègues ont travaillé à l’élaboration d’arbres phylogénétique décrivant les relations évolutives entre tous les genres de plantes et de champignons. En commençant par les plantes à fleurs, l’équipe a conçu des sondes moléculaires pour rechercher 353 gènes spécifiques qui se trouvent dans le noyau de toutes les angiospermes et selon Baker :
Le génome nucléaire est énorme. Nous avons donc dû nous concentrer sur un certain nombre de gènes.
Jusqu’à présent, les chercheurs ont séquencé les gènes de 9506 espèces de plantes à fleurs, principalement à partir de spécimens provenant de collections du monde entier et de bases de données publiques. Cela représente la quasi-totalité des familles d’angiospermes connues et environ 8 000 des 13 400 genres répertoriés. Certains des spécimens échantillonnés dans l’analyse ont plus de 200 ans, notamment une sabline appelée Arenaria globiflora, et beaucoup proviennent d’espèces éteintes, telles que l’olive de l’île Guadalupe (Hesperelaea palmeri). En comparant les similitudes entre les séquences génétiques de chaque plante à fleurs, les chercheurs ont pu déterminer leur place sur l’arbre de la vie.
Pour Baker, il s’agit de l’étude la plus complète des angiospermes à ce jour :
Nous le comparons souvent au tableau périodique des éléments. C’est le cadre fondamental de la vie.
Après leur apparition il y a environ 140 millions d’années, les angiospermes ont rapidement prospéré, dépassant les gymnospermes sans fleurs pour devenir le type de plante dominant dans le monde. L’apparition soudaine de la diversité des plantes à fleurs dans les archives fossiles a déconcerté les scientifiques au cours des derniers siècles, Charles Darwin la qualifiant « d’abominable mystère ». Aujourd’hui, l’arbre de vie confirme qu’environ 80 % des principales lignées de plantes à fleurs qui existent encore aujourd’hui faisaient partie de ce premier boom de la diversité des angiospermes.
Selon les chercheurs :
Nous ne pouvons pas dire que nous avons résolu cet « abominable mystère », mais nous pouvons au moins affirmer qu’il existe réellement.
L’arbre met également en lumière une autre augmentation de la diversité survenue il y a environ 40 millions d’années, qui a probablement été déclenchée par une baisse des températures mondiales à l’époque.
À l’avenir, l’arbre phylogénétique pourrait également contribuer à la recherche de plantes aux propriétés pharmaceutiques pour de nouveaux médicaments, explique Ilia Leitch, un autre membre de l’équipe de Kew. Il peut également aider les scientifiques à identifier de nouvelles espèces et à évaluer celles qui sont les plus vulnérables au changement climatique.
Pour les chercheurs :
Il s’agit du cadre évolutif le plus récent et le plus performant pour mener de nouvelles études, en se rapprochant des mécanismes qui ont permis aux plantes à fleurs de conquérir le monde.
L’étude publiée dans Nature : Phylogenomics and the rise of the angiosperms et présentée sur le site des Jardins botaniques royaux de Kew : Tales across time from the Plant Tree of Life.