Toutes les fleurs vivantes dérivent finalement d'un ancêtre simple 140m il y a des années

La toute première fleur de 140m ans, ressemblait à un Magnolia
L'ancêtre du magnolia. Et les chênes, l'herbe, les tomates, les jonquilles et bien plus encore. Hervé Sauquet & Jürg Schönenberger

Bien que la plupart des espèces de plantes sur Terre aient des fleurs, l'origine évolutive des fleurs elles-mêmes est enveloppée de mystère. Les fleurs sont les organes sexuels de plus de 360,000 espèces de plantes vivantes aujourd'hui, tous dérivés d'un seul ancêtre commun dans le passé lointain. Cette plante ancestrale, vivante entre 250m et 140m il y a des années, a produit les premières fleurs à une époque où la planète était plus chaude et plus riche en oxygène et en gaz à effet de serre qu'aujourd'hui. Une époque où les dinosaures parcouraient les paysages primitifs.

Mais malgré le fait que les dinosaures ont disparu 65m il y a des années, nous avons une meilleure idée de à quoi ressemblait un Iguanodon que de la façon dont la fleur ancestrale a été construite.

C'est en partie parce que ces premières fleurs n'ont laissé aucune trace. Les fleurs sont des structures fragiles qui ne peuvent être transformées en fossiles que dans les circonstances les plus chanceuses. Et, comme aucun fossile n'a été trouvé remontant à 140m ou plus, les scientifiques n'ont eu qu'un sens limité de ce à quoi l'ancêtre ultime aurait ressemblé. Jusqu'à maintenant.

Une nouvelle étude majeure par une équipe internationale de botanistes a réalisé la meilleure reconstruction à ce jour de cette fleur ancestrale. La recherche, publiée dans Communications Nature, ne repose pas tant sur des fossiles que sur l'étude des caractéristiques de 800 de ses espèces descendantes vivantes.

En comparant les similitudes et les différences entre les plantes à fleurs apparentées, il est possible de déduire les caractéristiques de leurs ancêtres récents. Par exemple, parce que toutes les espèces d'orchidées ont des fleurs dont la moitié est l'image miroir de l'autre (symétrie bilatérale), nous pouvons supposer que leur ancêtre doit avoir eu des fleurs bilatérales. En comparant ces ancêtres récents, il est alors possible de remonter un peu plus loin dans le temps, et ainsi de suite, jusqu'à ce que nous atteignions finalement la base de l'arbre généalogique des plantes à fleurs.

Alors, à quoi ressemblait-il?

À certains égards, la fleur originale ressemble à un magnolia moderne: elle a de multiples «pétales» indifférenciés (techniquement tepals), disposés en anneaux concentriques. En son centre, il y a plusieurs rangées d'organes sexuels, y compris des étamines produisant du pollen et des ovaires porteurs d'ovules. Il est difficile de résister à la tentation d'imaginer de vieux pollinisateurs rampant dans cette fleur, recueillant des grains de pollen tout en aidant inconsciemment la plante à produire des graines.

Une vie sexuelle controversée

La nouvelle étude aide à régler la controverse quant à savoir si les fleurs précoces avaient des sexes séparés, ou si les organes reproducteurs mâles et femelles étaient combinés dans la même fleur. Les preuves précédentes ont indiqué des réponses différentes. D'une part, l'une des premières lignées divergentes de plantes à fleurs, représentée de nos jours seulement par un arbuste rare de l'île de la Nouvelle-Calédonie appelé Amborella, a des fleurs qui sont soit homme ou femme. D'autre part, la plupart des espèces modernes combinent les deux sexes dans la même fleur.


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En fin de compte, toutes les fleurs vivantes proviennent d'un seul ancêtre qui vivait il y a environ 140m.
En fin de compte, toutes les fleurs vivantes proviennent d'un seul ancêtre qui vivait il y a environ 140m.
Hervé Sauquet & Jürg Schönenberger

Les auteurs de l'étude établissent la question et montrent que la fleur ancestrale était hermaphrodite. Cela signifie que les plantes à floraison précoce pourraient se reproduire à la fois comme un mâle et une femelle. Les sexes combinés peuvent être avantageux lors de la colonisation de nouveaux environnements car un individu isolé peut être son propre partenaire, et en effet, de nombreuses espèces végétales colonisant des îles océaniques éloignées ont tendance à être hermaphrodites. Peut-être que la combinaison des sexes a aidé les plantes à floraison précoce à surpasser leurs rivaux.

Le diable est dans le détail

Malgré la ressemblance apparente avec certaines fleurs modernes, leur ancêtre ultime a quelques surprises dans sa manche. Par exemple, les botanistes ont longtemps pensé que les premières fleurs avaient des parties florales disposé en spirale autour du centre de la fleur comme on peut le voir dans les espèces modernes telles que la anis étoilé.

La nouvelle reconstruction, cependant, suggère fortement que les premières fleurs avaient leurs organes disposés non pas en spirale, mais en série de cercles concentriques ou "verticilles", comme dans la plupart des plantes modernes. La fleur précoce avait cependant plus de verticilles, suggérant que les fleurs sont devenues plus simples avec le temps. Paradoxalement, cette architecture plus simple a pu donner aux plantes modernes une base plus stable pour évoluer et accomplir des tâches plus complexes telles que l'interaction sophistiquée avec certains insectes comme dans les orchidées ou la production de «têtes de fleurs» composées de douzaines ou de centaines de fleurs plus simples. comme dans la famille des tournesols.

La ConversationBien que nous ayons maintenant une bonne idée de ce à quoi l'une des premières fleurs a pu ressembler, nous savons encore peu de choses sur la façon dont cette fleur est apparue. Les étapes détaillées menant à son évolution sont inconnues. Peut-être devrons-nous attendre la découverte de nouvelles fleurs fossiles couvrant l'espace autour de 250m-140m il y a des années, avant que nous puissions comprendre l'origine même de ce qui est la structure sexuelle la plus diversifiée de la planète.

A propos de l'auteur

Mario Vallejo-Marin, professeur agrégé en biologie évolutive, Université de Stirling

Cet article a été publié initialement le La Conversation. Lis le article original.

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