Les scientifiques analysant l'un des plus grands ensembles de données génomiques végétales ont découvert comment les premières plantes sur Terre ont développé les mécanismes utilisés pour gérer l'eau et la respiration sur terre il y a des centaines de millions d'années.
Une étude des universités de Bristol et d'Essex, publiée dans la revue New Phytologist, est essentielle pour comprendre comment les systèmes de transport de l'eau des plantes ont évolué et comment ils pourraient s'adapter à l'avenir en réponse au changement climatique.
Au cours des 500 derniers millions d'années, l'évolution des plantes terrestres a soutenu la diversité de la vie sur une planète de plus en plus verte. Au cours de leur évolution, les plantes ont acquis des adaptations telles que les feuilles et les racines qui leur permettent de contrôler l'eau et de coloniser les terres.
Certains de ces outils ont évolué dans les premières plantes terrestres, et aujourd'hui, on les trouve à la fois dans de minuscules mousses et dans des arbres géants qui forment des écosystèmes forestiers complexes.
Les chercheurs ont commencé par comparer les gènes de 532 espèces végétales pour déterminer le rôle des gènes nouveaux et anciens dans la genèse de ces adaptations. Parmi ceux-ci, l'équipe s'est concentrée sur 218 gènes associés à des innovations majeures dans l'évolution des plantes terrestres, comme les racines et les tissus vasculaires.
Ils ont découvert que certains traits précoces importants pour les plantes terrestres, tels que les stomates (les pores que les plantes utilisent pour la respiration), sont liés à l'origine de nouveaux gènes.
En revanche, des innovations plus récentes (par exemple, les racines, le système vasculaire) recyclent d'anciens gènes issus d'ancêtres de plantes terrestres et montrent que différentes parties de l'anatomie végétale (stomates, tissus vasculaires, racines) impliquées dans le transport de l'eau sont associées à différentes méthodes d'évolution. gènes.
Notre analyse apporte un éclairage nouveau sur les bases génétiques du verdissement planétaire, mettant en évidence les différentes méthodes d'évolution génétique dans la diversification des plantes. Historiquement, il n'est pas clair si l'innovation évolutive est motivée par l'émergence de nouveaux gènes ou la réaffectation d'anciens. Nos résultats nous disent comment les plantes ont évolué à différents moments de leur histoire et comment différentes voies d'évolution, l'origine de nouveaux gènes et le recyclage des anciens, ont conduit à des innovations majeures qui sont essentielles pour verdir la planète, disent les scientifiques.
L'étude donne un aperçu des changements mécanistes sous-jacents à l'absorption et au transport de l'eau qui sont importants pour la santé et la productivité des plantes. Cela permet aux scientifiques de sélectionner et d'étudier la fonction d'anciens gènes, réutilisés et nouveaux en laboratoire pour sélectionner des gènes qui réduisent la consommation d'eau et améliorent la tolérance des cultures à la sécheresse.
Notre travail nous aide non seulement à donner un sens au passé, mais est également important pour l'avenir. En comprenant comment les systèmes de transport de l'eau ont évolué, nous pouvons commencer à comprendre les facteurs qui limitent la croissance des plantes. Ceci est particulièrement important lorsque l'on considère la croissance des cultures ainsi que leur tolérance à la sécheresse.
L'étude a été publiée dans la revue : New Phytologist. “Water-related innovations in land plants evolved by different patterns of gene cooption and novelty”.
2022-02-22 13:59:59
Auteur: Vitalii Babkin