UNE, photographie d'Armoricaphyton chateaupannense conservée en 2D sous forme de couches minces carbonées. B, Image MEB d'une coupe transversale d'un axe d'un spécimen d'A. chateaupannense conservé en 3D montrant les trachéides alignées radialement. Crédit :Source de lumière canadienne
Cartographier l'évolution de la vie sur Terre nécessite une compréhension détaillée des archives fossiles, et les scientifiques utilisent des technologies basées sur le synchrotron pour regarder en arrière il y a longtemps, à la structure cellulaire et à la chimie de la première plante ligneuse connue.
La Dre Christine Strullu-Derrien et ses collègues ont utilisé la ligne de faisceau SM de la Canadian Light Source à l'Université de la Saskatchewan pour étudier Armoricaphyton chateaupannense , une plante ligneuse éteinte qui a environ 400 millions d'années. Leurs recherches ont porté sur la lignine, un composé organique dans les trachéides des plantes, cellules allongées qui aident à transporter l'eau et les sels minéraux. La lignine rend les parois cellulaires rigides et moins perméables à l'eau, améliorant ainsi la conductivité de leur système vasculaire.
Strullu-Derrien, associé scientifique au Natural History Museum de Londres, l'Angleterre et le Muséum d'histoire naturelle de Paris, La France, avait décrit A. chateaupannense il y a quelques années et j'y suis retourné pour ce projet.
"Des études ont déjà été faites sur des plantes du Dévonien mais elles n'étaient pas ligneuses, " elle a dit. " A. chateaupannense est la plus ancienne plante ligneuse connue et elle est conservée à la fois sous forme 2D sous forme de films carbonés plats et de structures organo-minérales 3D. Cela permet de comparer les deux types de conservation, " elle a dit.
Bien que les fossiles utilisés dans l'étude aient été collectés dans le Massif armoricain, une région géologiquement importante de collines et de plaines dans l'ouest de la France, Strullu-Derrien a déclaré que les premières plantes ligneuses du Dévonien ont également été trouvées au Nouveau-Brunswick et dans la région de Gaspé au Québec "bien qu'elles soient 10 millions d'années plus jeunes que la française".
UNE, partie d'un bloc 3D reconstruit d'A. chateaupannense conservé en 3D. B, structure organique des cellules trachéides de type P. Crédit :Source de lumière canadienne
L'un des défis de ce type d'étude est que le processus de fossilisation modifie les tissus mous des plantes, qui altère ou obscurcit sa structure biochimique d'origine et rend difficile la reconstruction précise de la chimie d'origine. Cette étude, cependant, aidé par des technologies de visualisation avancées, identifié des cellules lignifiées dans les fossiles, suggérant que la plante contenait des composés de lignine résistants à la pourriture.
"Les analyses montrent que les fossiles 2D et 3D ont la même composition chimique, qui est différente de la lignine moderne, mais le signal chimique de la lignine n'est pas complètement perdu dans le processus de fossilisation, " dit-elle. Bien que le type de préservation des fossiles végétaux ne soit pas unique, "la combinaison des méthodes synchrotron utilisées pour étudier la structure et la chimie du bois à ce niveau de détail est nouvelle."
Les résultats de la recherche sont dans un article intitulé "Sur la structure et la chimie des fossiles de la plante ligneuse la plus précoce, " publié par Paléontologie .
Étant donné l'omniprésence et l'importance du bois en tant que composant structurel des plantes modernes, L'enquête de Strullu-Derrien fait progresser les connaissances sur le moment et la manière dont le bois a évolué pour la première fois. Encore, des questions demeurent :« Le bois apparaît d'abord dans les petites plantes mais avait-il une fonction différente de celle qu'il a aujourd'hui dans les arbres, par exemple ?", a posé Strullu-Derrien.
Pour trouver une réponse, elle appliquera les mêmes techniques utilisées dans cette étude sur des plantes d'autres âges géologiques "pour suivre l'évolution de leur structure et pouvoir trouver quand, ou dans quel état de conservation, la matière organique restante a conservé un signal chimique de lignine."
« Notre étude illustre les capacités des synchrotrons à étudier l'évolution précoce des systèmes tissulaires chez les plantes. Il est crucial d'avoir accès à ces techniques pour atteindre le niveau de résolution nécessaire pour obtenir des signaux chimiques tels que la lignine. Cela représente un domaine en développement et prometteur pour l'étude des fossiles qui viendront compléter les données morpho-anatomiques et aider à interpréter les structures, " elle a dit.
