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Réécrire l’histoire de l’évolution des plantes : une nouvelle étude révèle des informations fascinantes sur la biologie végétale

Plant Evolution Rainbow

Une nouvelle étude révèle que l’évolution des plantes consiste en de longues périodes de changements progressifs ponctuées de brèves poussées d’innovations à grande échelle, notamment en réponse aux défis environnementaux. Cela remet en question l’idée antérieure selon laquelle les plantes ont évolué avec un changement soudain au début de leur histoire, à l’instar des animaux.

Une étude récente a révélé des informations fascinantes sur l’évolution de la biologie végétale, réécrivant efficacement l’histoire de leur évolution au cours du dernier milliard d’années.

Publié dans la revue Plantes naturellesla recherche révèle 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.

Communauté diversifiée de plantes terrestres dans Boggy Stream, dans le parc national des Cairngorms, en Écosse

Une communauté diversifiée de plantes terrestres, allant des mousses aux espèces à fleurs, pousse ensemble dans un ruisseau marécageux du parc national des Cairngorms, en Écosse. Crédit : Sandy Hetherington, Université d’Édimbourg, Royaume-Uni

Co-auteur principal Philip Donoghue, professeur de paléobiologie à la Université de Bristola 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 vérifier s’ils 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 interrompues 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, notamment espèces du Dévonien Rhynie Chert qui vivait 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 variation dans le temps.

Commune de Polytrichum

La mousse, Commune de Polytrichum, qui est l’un des plus proches parents vivants de la plante terrestre ancestrale. Crédit : Silvia Pressel, Muséum d’histoire naturelle

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. Cela s’est produit à plusieurs reprises dans l’histoire de l’évolution des plantes, en raison d’erreurs dans le processus de copie du génome, créant des copies en double de gènes 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 la vie complexe, comme les animaux et les champignons. Cela suggère qu’il s’agit d’un modèle général et d’un modèle de vie multicellulaire complexe depuis sa création.

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