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Nature & environnement

L'évolution du règne végétal a été ponctué par deux "explosions" génétiques majeures

Le règne végétal aurait au cours de son évolution vécu deux épisodes de diversification génétiques. Ces véritables "explosions" à l'échelle de leur génome ont permis aux plantes de surmonter des défis majeurs.

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Illustration informatique de feuilles en forme d'hélice d'ADN (acide désoxyribonucléique)

Le génome végétal a par deux fois "explosé" pour permettre l'évolution des plantes terrestres.

AWO / SCIENCE PHOTO LIBRARY / AFP

Le point commun entre toutes les plantes d'aujourd'hui ? Aussi bien celles qui peuplent les milieux aquatiques que les milieux terrestres descendent d’un même ancêtre, commun à tous les membres du règne végétal : une algue verte protiste. De cette algue entièrement marine a évolué une immense diversité de plantes, certaines ayant quitté l’eau pour coloniser la terre il y a 470 millions d’années. Cette transition de la mer à la terre est apparue plusieurs fois au cours de l’histoire de la vie, notamment chez les animaux qui, eux aussi, étaient initialement aquatiques. Sa fréquence évolutionnaire n’a cependant pas rendu ce défi d’adaptation moins complexe, et il semblerait qu’il ait dû être accompagné d’une véritable révolution génomique à l’échelle de l’ensemble des plantes terrestres. Cette découverte a été publiée par des chercheurs de l’Université de Bristol dans la revue Current Biology le 16 janvier 2020.

200 génomes végétaux ont été comparés

Le parcours évolutionnaire des Embryophyta (toutes les plantes terrestres) et des Streptophyta (Embryophyta et leurs plus proches parents algaux, les Charophyta) sont sans doute les transitions les plus spectaculaires de l'histoire des plantes. L'équipe de recherche a entrepris de découvrir quels changements, au niveau génétique, avaient eu lieu pendant la transition évolutive des plantes de la mer à la terre en comparant 208 génomes, dont 10 génomes animaux, l'un des plus grands ensembles de données jamais constitués pour aborder l'évolution du règne végétal.

Les 9 millions de protéines différentes pour lesquelles les gènes analysés codaient ont été réparties en 650.000 groupes homologues, dans lesquels les protéines partageaient une ou plusieurs fonction(s) après avoir divergé de la même protéine ancestrale. 103 de ces groupes n’étaient présents que chez les Embryophyta, et étaient donc caractéristiques du plus récent ancêtre commun à toutes les plantes terrestres. 50 ont été trouvés chez les Streptophyta, et étaient donc présents chez les plantes terrestres et certaines algues.

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