Lorsque les plantes donnent naissance à de nouvelles espèces
Contrairement aux idées reçues, la vitesse de spéciation végétale n'est pas associée au premier développement d'une nouvelle caractéristique physique ou mécanisme. Une nouvelle recherche internationale a montré que les plantes falsifient légèrement leurs performances et configuration avant de créer de meilleures versions d'elles-mêmes. Les résultats ont été présentés dans la revue American Journal of Botany. Des scientifiques du Heidelberg Institute for Theoretical Studies (HITS) en Allemagne, et leurs collègues des universités Brown et Yale aux États-Unis, sont parvenus à reconstituer la phylogénie, l'histoire de lignages organismiques dans le temps, des plantes. En reconstituant leur arbre de vie, les chercheurs allemands et américains ont mis en lumière le processus d'évolution. Les chercheurs ont constaté avec étonnement le moment auquel un clade se lance dans la création d'une nouvelle espèce. Les clades sont des groupes de plantes ayant un ancêtre commun. Les chercheurs pensent que la spéciation rapide se déclenche lorsqu'un clade développe initialement un nouveau trait physique ou un mécanisme, et se met à reproduire sa propre branche génétique. Cette étude montre que les principaux lignages de ces plantes ne commencent à produire de nouvelles espèces que lorsque les plantes ont atteint le point de développement auquel le taux de spéciation et son succès sont maximisés. «L'évolution est différente de ce que nous pensions», explique le Dr Stephen Smith, un chercheur en post-doctorat de l'université Brown, affilié au HITS et auteur principal de l'étude. «Cela ne fonctionne pas selon le principe d'une fleur qui entraîne une spéciation (rapide). Il y a un décalage. Un autre phénomène se produit; il y a en fait une phase de développement du produit.» Quelle est donc la meilleure approche pour comprendre ce sujet? L'équipe a découvert que des méthodes computationnelles jouaient un rôle crucial. «Il s'agit d'un bon exemple sur la manière dont les initiatives informatique et de cyberinfrastructures peuvent contribuer à repousser les limites de l'exploration biologiques», commente Alexandros Stamatakis, l'un des co-auteurs de l'étude. L'équipe a réalisé de manière informatique un arbre évolutif, prenant en compte 55 473 espèces de plantes à fleurs (angiospermes). La lignée généalogique représente 90% de toutes les plantes de notre planète. Les chercheurs ont évalué le profil génétique de six clades angiospermiques, notamment les herbacées (poacées), les orchidées (orchidacées), les tournesols (astéracées), les légumineuses (fabacées), les dicotylédones vraies (eudicotylédones) et les monocotylédones. Les mésangiospermes, le clade qui s'est matérialisé il y a plus de 125 millions d'années, seraient l'ancêtre commun à ces branches. Mais les chercheurs ont découvert que la spéciation s'est déclenchée plus tard, et ne partait pas de la racine ancestrale. Les chercheurs ne sont pas parvenus à déterminer le moment spécifique de ce phénomène. «Au cours de l'évolution de ces groupes», explique le Dr Smith, «les caractéristiques que nous utilisons aujourd'hui pour identifier ces groupes se sont développées, mais les plantes n'ont commencé leur spéciation qu'après le développement complet de ces traits.» Les auteurs commentaient: «Ces résultats correspondent à la vision selon laquelle les rayonnements sont déclenchés par un long 'fusible' et soutiennent également l'idée qu'une innovation initiale permet une expérimentation subséquente et, enfin, que l'évolution d'une association de caractéristiques entraîne un rayonnement important.» Davantage de recherches seront nécessaires pour déterminer les déclencheurs de la spéciation, et pour mieux comprendre comment les plantes se développent plus rapidement et dépassent leurs «pairs».Pour de plus amples informations, consulter: Heidelberg Institute for Theoretical Studies (HITS): http://www.h-its.org/english/research/tap/index.php American Journal of Botany: http://www.amjbot.org/
Pays
Allemagne, États-Unis