Des recherches pionnières jettent un nouvel éclairage surprenant sur l’évolution du règne végétal

La recherche, publiée aujourd’hui dans Plantes naturelles, montre que les plantes ont progressivement développé leur gamme de conceptions anatomiques au fil du temps, ponctuées par des poussées épisodiques d’innovation pour surmonter et s’adapter aux défis environnementaux.

De telles découvertes renversent la croyance de longue date selon laquelle, tout comme les animaux, la gamme fondamentale des types de plantes a évolué au cours d’une grande explosion de changements soudains au début de leur histoire évolutive.

Le co-auteur principal Philip Donoghue, professeur de paléobiologie à l’université de Bristol, a déclaré : « Bien que les plantes soient extraordinairement diverses dans leur conception et leur organisation, elles partagent un ancêtre commun originaire de la mer il y a plus d’un milliard d’années.

“Nous voulions tester si elles avaient réellement évolué avec un big bang au début de leur histoire ou si leur évolution était un processus plus lent et plus continu. Étonnamment, les résultats ont révélé que l’évolution des plantes était un peu un mélange, avec de longues périodes de changement progressif. interrompu par de courtes poussées d’innovation à grande échelle, surmontant les défis de la vie sur la terre ferme.

Pour tester cette théorie, l’équipe de scientifiques a analysé les similitudes et les différences de 248 groupes de plantes, allant de l’écume d’étang unicellulaire et des algues aux plantes terrestres, en passant par les mousses et les fougères, en passant par les pins, les conifères et les plantes à fleurs. Ils ont également examiné 160 groupes éteints connus uniquement grâce aux archives fossiles, y compris des espèces du Rhynie Chert du Dévonien qui vivaient il y a plus de 400 millions d’années.

Plus de 130 000 observations ont été générées en décomposant les conceptions végétales en leurs composants et en enregistrant celles présentes ou absentes dans chacun des groupes principaux, vivants et fossiles. Les techniques statistiques informatisées ont mesuré les similitudes et les différences globales entre les groupes et leur évolution au fil du temps.

Les scientifiques ont également tenté de comprendre ce qui a conduit à ces innovations évolutives, comme l’introduction de spores, de graines, de racines, de feuilles, de pollen et de fleurs.

Le co-auteur principal, le Dr James Clark, associé de recherche en sciences biologiques à l’Université de Bristol, a déclaré : « Nous avons découvert que des changements dans la conception anatomique des plantes se produisaient en association avec des événements au cours desquels la constitution génétique cellulaire entière était doublée. moments dans l’histoire évolutive des plantes, en raison d’erreurs dans le processus de copie du génome, créant des copies en double de gènes qui sont libres de muter et de faire évoluer de nouvelles fonctions.

Mais les impulsions majeures de l’évolution anatomique des plantes se sont avérées associées au défi de vivre et de se reproduire dans des environnements de plus en plus secs, lié à l’émergence progressive des plantes de la mer vers la terre.

La fascination du co-auteur principal, le Dr Sandy Hetherington, pour l’évolution des plantes terrestres a commencé alors qu’il était géologue en herbe à l’Université de Bristol et se poursuit maintenant dans ses travaux à l’Université d’Édimbourg.

Il a déclaré : « Dans l’ensemble, le modèle d’impulsions épisodiques dans l’évolution des conceptions anatomiques des plantes correspond à celui observé dans d’autres règnes multicellulaires de vie complexe, comme les animaux et les champignons. Cela suggère qu’il s’agit d’un modèle général et d’un modèle pour la vie multicellulaire complexe à partir de son création.”