Comment les plantes carnivores ont-elles acquis le gout de la viande ?


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  • Une recherche suggère que pour une plante, la trajectoire évolutionnaire pour devenir carnivore est assez limitée. Même chez des plantes carnivores totalement différentes, leur chemin évolutionnaire est très similaire.


    Une recherche suggère que pour une plante, la trajectoire évolutionnaire pour devenir carnivore est assez limitée. Même chez des plantes carnivores totalement différentes, leur chemin évolutionnaire est très similaire.
    La Cephalotus follicularis est une plante carnivore australienne. En dépit d'être totalement différente par rapport à des plantes carnivores en Asie et en Amérique, le chemin évolutionnaire est très similaire - Crédit : Mitsuyasu Hasebe

    Dans la culture populaire, notamment au cinéma, on voit des géantes qui peuvent avaler des humains. Sur le plan scientifique, une nouvelle recherche suggère que cela reste et restera de la science-fiction bas de gamme et cette étude montre également l’aspect exceptionnel de ces caractéristiques macabres de ces .

    Cette étude a analysé les origines sur l’aspect carnivore de plusieurs plantes très différentes des unes des autres incluant des en Australie, en Asie et aux Etats-Unis. Et ces origines sont très similaires au chemin évolutionnaire de l’oeil chez les insectes et les humains. Bien que chaque espèce ait développé séparément ses aptitudes carnivores, la recherche conclut que la machinerie biologique pour digérer les insectes est similaire.

    Selon le biologiste Victor A. Albert de l’université de Buffalo, la recherche suggère qu’il n’y a que quelques trajectoires évolutionnaires possibles pour devenir une plante carnivore. Ces plantes possèdent une boite à outils et elles tentent de trouver une solution au problème de devenir carnivore. Et à la fin, elles arrivent toutes à la même solution.

    Comment devenir une plante carnivore

    Les capturent les insectes en les attirant dans un piège à fosse composé d’une feuille en forme de coupe avec un intérieur glissant et cireux qui empêche de sortir du piège. Une soupe de fluides digestifs est situé au bas de cette chambre et elle décompose la chair et l’exosquelette de la proie. Les australiennes, asiatiques et américaines possèdent ces caractéristiques en dépit du fait qu’elles ont évolué de manière indépendantes selon une recherche des mêmes chercheurs en 1992 qui a été publié dans la revue Science. Ce nouveau papier est une continuité de leur recherche pour une analyse approfondie sur les traits communs partagés par ces .

    Et il s’avère que le chemin évolutionnaire est similaire pour les 3 espèces qui ont été analysé. La Cephalotus follicularis (une plante carnivore australienne proche de la carambole), la Nepenthes alata (une plante carnivore asiatique proche du sarrasin connu comme le blé noir) et la Sarracenia purpurea (une plante carnivore américaine proche du kiwi). Une analyse génétique, qui inclue le séquençage de tout le génome du Cephalotus, a montré des preuves solides que pendant leur évolution pour devenir des carnivores, chacune de ces plantes ont choisi les mêmes anciennes protéines pour créer les enzymes permettant de digérer la proie.

    Au fil du temps, dans les 3 espèces, les familles des protéines des plantes qui concernaient sur la défense contre les maladies et d’autres dangers, ont développé les enzymes digestives qu’on peut voir aujourd’hui. Ces enzymes incluent la chitinase basique qui décompose la chitine. La chitine est le principal composant de l’extérieur des exosquelettes des insectes. On a également le phosphatase acide pourpre qui permet aux plantes d’obtenir le phosphore qui est un nutriment crucial. Les enzymes dans la 4e espèce de plante carnivore, la rossolis Drosera adelae, proche de la Nepenthes, qui n’est pas une plante qui utilise une piège à fosse, partage également ce chemin évolutionnaire.

    Des chemins limités pour devenir carnivore

    Ces découvertes représentent un exemple d’évolution convergente dans laquelle des espèces indépendantes évoluent pour acquérir des traits similaires selon Hasebe et Fukushima qui sont des co-auteurs dans l’étude. De tels développements parallèles pointent souvent vers une adaptation particulière selon Hasebe. Fukushima explique que les vivent souvent dans des environnements pauvres et que la capacité de piéger et de digérer les est indispensable à cause de la rareté des autres ressources.

    Il est étonnant que les plantes aient pris une route similaire pour devenir des prédateurs selon les co-auteurs. L’évolution convergence fonctionne souvent de cette manière. Une autre étude d’Albert et de ses collèges ont montré que malgré le fait que les plantes de café et de ont développé indépendamment la caféine, elles ont également choisi des protéines proches pour produire de la caféine.

    Pendant l’évolution, les briques élémentaires des enzymes connues comme les acides aminés sont souvent remplacés par d’autres acides aminés. Dans la C. follicularis et la N. alata, la chitinase basique et le Phosphatase acide pourpre partage de nombreux substituts similaires aux acides aminés qui ne sont pas présentes chez les plantes non-carnivores. Cela suggère que ces altérations ont pu aider les enzymes à fonctionner d’une manière spéciale pour développer l’aspect carnivore.

    Source : Nature Ecology and Evolution (http://dx.doi.org/10.1038/s41559-016-0059)

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    Jacqueline Charpentier

    Ayant fait une formation en chimie, il est normal que je me sois retrouvée dans une entreprise d'emballage. Désormais, je publie sur des médias, des blogs et des magazines pour vulgariser l'actualité scientifique et celle de la santé.

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