La mousse la plus ancienne et la plus évolutive du monde pourrait ne pas survivre au changement climatique

Takakia est une minuscule mousse à croissance lente que l’on ne trouve que dans de petites parcelles du plateau tibétain, ainsi que dans les pays du Japon et des États-Unis. Les chercheurs ont entrepris 18 expéditions pour atteindre la maison de la mousse à 4 000 mètres de haut dans l’Himalaya, collecter des échantillons et étudier son habitat. “Nous avons entrepris de décrire et d’analyser un fossile vivant”, explique l’auteur Ralf Reski, biotechnologiste végétal à l’Université de Fribourg en Allemagne.

“Dans l’Himalaya, vous pouvez découvrir quatre saisons en une journée”, ajoute le biologiste végétal et co-chef d’expédition Ruoyang Hu, membre de l’équipe de l’Université Capital Normal en Chine. “Au pied de la montagne, il fait clair et ensoleillé. Quand vous arrivez à mi-chemin, il y a toujours une légère pluie — on a l’impression de marcher dans un nuage. Et quand vous arrivez au sommet, il neige et il fait très froid.”

“Seule la moitié de la route est accessible en voiture. Nous avons dû gravir le chemin restant”, explique le chef de la co-expédition et collègue biologiste des plantes à l’Université normale de la capitale, Xuedong Li. “Nous avons également dû être prudents et vigilants pour rester en sécurité à cette altitude. Trois étudiants ont contracté le mal des hautes altitudes au cours de nos dix années de recherche. Grâce à nos guides tibétains, nous les avons transférés à une altitude plus basse à temps pour leur apporter des soins médicaux.”

Takakia avait déjà 100 millions d’années lorsque l’Himalaya s’est élevé en dessous, modifiant radicalement son habitat et l’obligeant à s’adapter rapidement – ce qu’il a fait. “L’idée était d’approfondir le plus possible l’histoire des premières plantes terrestres pour voir ce qu’elles peuvent nous dire sur l’évolution”, explique Reski. “Nous avons trouvé que Takakia est actuellement le génome avec le plus grand nombre de gènes à évolution rapide. C’est très actif au niveau génétique.”

L’équipe a constaté que TakakiaLe génome étendu de a évolué au fil des générations de sélection pour exceller dans la réparation de l’ADN brisé et la récupération des dommages causés par les UV, entre autres choses. “Takakia les plantes sont couvertes de neige abondante pendant huit mois chaque année, puis sont soumises à un rayonnement ultraviolet de haute intensité pendant la période de lumière de 4 mois », explique Yikun He, auteur et collègue biologiste des plantes à la Capital Normal University. En réponse, les plantes a adapté la capacité de se développer à différents endroits en utilisant un système de ramification flexible. “En conséquence, cette ramification continue forme une structure de réseau et une structure de population très robuste, qui peuvent résister efficacement à l’invasion de fortes tempêtes de neige.”

Séquençage TakakiaLe génome aide également à mettre fin à un débat de longue date sur sa classification. “Les gens se demandaient, est-ce vraiment une mousse ? Ou est-ce quelque chose comme une algue ou une hépatique ? Parce qu’elle a une combinaison de traits anciens”, dit Reski, “mais notre travail montre que c’est une mousse.”

Alors que TakakiaLe génome de a considérablement changé au fil du temps, sa morphologie a à peine changé. “Vous penseriez normalement que si vous avez beaucoup de mutations dans votre génome, à un moment donné, la forme changerait. Nous espérons que ces découvertes inspireront un tout nouveau domaine d’étude – l’évolution impliquant des génomes changeants et une morphologie statique”, déclare Reski. .

L’équipe a également étudié de Takakia l’environnement à l’aide de données météorologiques satellitaires, d’équipements qui ont étudié le “microclimat” de la plante et de caméras accélérées qui ont observé les changements environnementaux plus importants se produisant dans l’écosystème plus large. Ils ont constaté que le climat se réchauffait régulièrement et que les glaciers du plateau fondaient rapidement. Ils ont également observé que la mousse subit un rayonnement UV plus élevé que jamais. Les études réalisées par l’équipe en laboratoire ont montré que le niveau de rayonnement UV Takakia maintenant, les expériences suffisent à tuer même d’autres plantes adaptées aux environnements difficiles.

De plus, les chercheurs ont noté que malgré le succès passé de la mousse en matière d’adaptation rapide, elle devient de plus en plus difficile à trouver, même pour des experts comme Li et Hu. En fait, ils ont trouvé que Takakia les populations au Tibet ont diminué d’environ 1,6% chaque année au cours de leur étude. “Notre prédiction montre que les conditions appropriées des régions pour Takakia se réduira à environ 1 000 à 1 500 kilomètres carrés dans le monde entier à la fin du 21e siècle », déclare Hu. Les auteurs conviennent que la mousse ne survivra probablement pas encore 100 ans.

Pour aider à améliorer les chances de la mousse, les auteurs suggèrent d’éduquer le public sur les espèces moins connues comme Takakia. Ils proposent également un effort international pour combiner les ressources afin que les chercheurs puissent continuer à étudier et à prendre des mesures pour protéger la mousse, comme la cultiver en laboratoire.

“Les phytotechniciens ne peuvent pas rester les bras croisés. Nous essayons de multiplier certaines plantes en laboratoire, puis de les transplanter sur nos sites expérimentaux au Tibet”, déclare He. “Après cinq ans d’observation continue, il a été constaté que certaines plantes transplantées peuvent survivre et prospérer, ce qui peut être l’aube de la reprise – ou du moins un report de l’extinction – de Takakia populations.”

“Les gens ont la responsabilité de jouer un rôle plus actif dans la conservation et la restauration de la biodiversité”, déclare Hu. “Nous devons non seulement nous concentrer sur ces animaux charmants tels que le panda, l’ours polaire et le dauphin blanc, mais également porter une attention particulière à ces espèces rares et petites. Ils sont plus vulnérables face au changement climatique, comme notre mousse. Takakia.”

“Nous, les humains, aimons penser que nous sommes au sommet de l’évolution”, ajoute Reski. “Mais les dinosaures sont venus et repartis, et les humains aussi, si nous ne faisons pas attention à notre planète. Takakia peut mourir à cause du changement climatique, mais les autres mousses survivront, même si nous, les humains, ne le pouvons pas. Vous pouvez apprendre beaucoup des plantes les plus simples sur l’histoire de cette planète, et peut-être sur l’avenir.”