En période de crise, comme lors de l’impact de l’astéroïde responsable de l’extinction des dinosaures sur Terre, certaines plantes se sont transformées en « monstres de l’espoir » pour survivre. Or, une nouvelle étude révèle que ces créatures sont plus répandues qu’on ne le pensait.
Il y a 66 millions d’années, lorsque la météorite responsable de l’extinction des dinosaures a frappé la Terre , de nombreuses plantes à fleurs se sont transformées en « monstres de survie » pour faire face à la crise environnementale qui s’en est suivie. Or, de nouvelles recherches suggèrent que ce n’était pas la seule fois que ces plantes réagissaient de cette manière. Au cours de neuf événements distincts survenus au cours des 150 derniers millions d’années, des plantes à fleurs ont dupliqué l’intégralité de leur génome afin d’accroître leurs chances de survie face à la catastrophe.
Ces travaux pourraient aider les scientifiques à comprendre ce qui arrivera aux plantes à fleurs, qui comprennent la plupart des cultures que nous consommons , à mesure que le climat change et que les organismes subissent un nouveau bouleversement environnemental.
« Les vagues de duplications de génomes entiers sont corrélées à des événements géologiques importants ou à des périodes de l’évolution », a déclaré à Live Science Yves Van de Peer , biologiste du génome à l’université de Gand en Belgique et co-auteur de l’article.
Depuis près d’un siècle, la duplication du génome entier intrigue les scientifiques . Les organismes possédant plus de deux jeux de génomes sont appelés polyploïdes . Les humains, qui possèdent deux jeux de chromosomes , sont diploïdes . Les polyploïdes sont parfois qualifiés de « monstres porteurs d’espoir » car, bien que très différents de leurs parents, ils ont le potentiel de survivre à des conditions auxquelles ces derniers ne peuvent pas résister et, de ce fait, représentent un espoir pour l’espèce.
Mais ces organismes constituent un paradoxe, a déclaré Van de Peer. « Lorsqu’on part à la cueillette de plantes, il y a de fortes chances de trouver des plantes polyploïdes », c’est-à-dire des plantes ayant subi une duplication complète de leur génome, a-t-il expliqué. « Pourtant, l’analyse des génomes végétaux révèle très peu de preuves de duplications complètes ayant persisté à long terme. »
En effet, la duplication du génome entier représente un pari risqué pour une plante. « D’un point de vue de biologie cellulaire, ce n’est pas chose aisée », a-t-il déclaré. « Cela engendre des coûts », tels que des cellules plus volumineuses, une fertilité réduite et d’autres conséquences. C’est pourquoi les polyploïdes sont souvent considérés comme des impasses évolutives, car ces mutations ont peu de chances de perdurer.
De nombreuses cultures que nous consommons sont des polyploïdes que l’homme a inconsciemment sélectionnés au fil du temps en raison de la taille plus importante de leurs fruits ou de leur capacité à survivre aux aléas climatiques, explique Van de Peer. Cependant, les individus polyploïdes peinent à rivaliser avec les autres membres de leur espèce en période de stabilité et disparaissent donc durant les périodes fastes. En revanche, lors de périodes difficiles, les polyploïdes seraient capables de mieux s’adapter, ajoute-t-il.
« Des explosions à travers toute l’histoire des plantes »
Dans une nouvelle étude, publiée vendredi 8 mai 2026 dans la revue Cell, les chercheurs ont analysé les génomes de 470 plantes à fleurs, appelées angiospermes. Ils ont recherché dans ces génomes les traces de duplications complètes. Ils ont ainsi découvert 132 événements de duplication indépendants au cours des 150 derniers millions d’années et ont utilisé, entre autres méthodes, des informations provenant de plantes fossilisées pour dater ces événements.
En 2009, Van de Peer et ses collègues ont montré que la duplication chez quelques espèces de plantes à fleurs était concentrée autour de l’impact de la météorite responsable de l’extinction des dinosaures . Cependant, les recherches les plus récentes révèlent que l’apparition des angiospermes polyploïdes n’était pas un événement isolé ; elle s’est produite à de nombreuses reprises au cours des 150 derniers millions d’années. Les chercheurs ont identifié au moins neuf regroupements de duplications, tous associés à des événements environnementaux majeurs.
« Nous observons des regroupements de duplications de génomes entiers au fil du temps, et chaque fois, cela correspond à un événement géologique important décrit, qu’il s’agisse d’une période de refroidissement global, d’une période de réchauffement global ou d’un événement d’extinction », a déclaré Van de Peer.
Kevin Bird, chercheur spécialiste de la génomique évolutive des polyploïdes aux jardins botaniques royaux de Kew à Londres, et qui n’a pas participé à cette nouvelle étude, a déclaré que ces recherches viennent compléter les travaux antérieurs. « Les résultats de cette étude offrent un aperçu fascinant de la façon dont la vie survit et évolue durant les périodes les plus extrêmes de l’histoire de notre planète », a-t-il affirmé. « Sachant que les premières découvertes, en 2009, portaient sur un seul groupe d’événements de duplication anciens survenus il y a environ 60 à 70 millions d’années, la mise en évidence de neuf épisodes de ce type au cours de l’histoire des plantes a été une véritable surprise. »
Il a toutefois précisé que ces recherches ne devaient servir que de point de départ à des investigations plus approfondies. « Globalement, le travail est réalisé avec une grande rigueur et certaines des meilleures méthodes actuellement disponibles, mais une part importante d’incertitude subsiste toujours lorsqu’on remonte à des centaines de millions d’années dans le passé », a déclaré.
À l’avenir, avec les changements climatiques, la recherche sur les polyploïdes est susceptible de devenir de plus en plus importante, selon les scientifiques.
« Les polyploïdes sont plus résistants au stress, et les conditions stressantes peuvent aussi induire la polyploïdie », explique Douglas Soltis , biologiste au Musée d’histoire naturelle de Floride, qui n’a pas participé à cette recherche mais collabore avec Van De Peer. « L’Anthropocène sera – et l’est probablement déjà – une période de stress qui induira la polyploïdie et favorisera également la sélection des polyploïdes. »
Bird a reconnu que le changement climatique pourrait déclencher une nouvelle vague de duplications génomiques, mais il a souligné qu’il faudrait des millions d’années pour observer comment cette vague façonnerait l’évolution des plantes. « On peut s’attendre, à l’heure actuelle, à ce que les populations polyploïdes soient mieux à même de tolérer la volatilité et l’intensification des phénomènes météorologiques, ainsi que la dégradation des habitats causées par le changement climatique et d’autres perturbations anthropiques », a-t-il déclaré.
Van De Peer et son équipe créent artificiellement des plantes polyploïdes et étudient leur réaction au stress. « Les polyploïdes doivent présenter un avantage face au stress, mais il reste encore beaucoup à découvrir à ce sujet », a-t-il déclaré.
Adaptation Terra Projects
Source : https://www.livescience.com/
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