Les plantes à fleurs ont évolué à partir de plantes sans fleurs. On sait que la fonction de plusieurs gènes, appelés gènes MADS-box, crée des formes propres aux fleurs telles que les étamines, pistils et pétales. Les plantes qui ne produisent pas de fleurs, comme les mousses, fougères et algues vertes, sont également connus pour avoir les gènes MADS-box. Cependant, jusqu'à présent, le fonctionnement des gènes MADS-box chez les plantes sans fleurs n'était pas bien compris. Afin de comprendre le mécanisme de l'évolution des fleurs, il est nécessaire de comprendre comment fonctionnent les gènes MADS-box chez les plantes sans fleurs.

Une équipe de recherche dirigée par le professeur Mitsuyasu Hasebe de l'Institut national de biologie fondamentale a révélé que les gènes MADS-box contrôlent la motilité des spermatozoïdes et la division cellulaire et l'allongement de la tige des gamétophores, à l'aide de la mousse Physcomitrella patens. L'étudiante diplômée Shizuka Koshimizu de l'équipe de recherche a déclaré :"Il y a six gènes MADS-box dans Physcomitrella patens, et nous avons analysé leurs fonctions en utilisant de la mousse dans laquelle nous avons cassé ces six gènes. Dans la mousse qui a perdu la fonction de tous les gènes MADS-box, les flagelles des spermatozoïdes bougeaient à peine. De plus, dans la tige, l'augmentation de la longueur empêchait l'alimentation en eau de la pointe, dans lequel les spermatozoïdes nagent pour la fécondation. Les gènes MADS-box sont essentiels à la fécondation de deux manières :en fournissant suffisamment d'eau pour la nage des spermatozoïdes et en produisant des flagelles mobiles. »

Le professeur Hasebe a dit, "Le gamétophore et les flagelles du sperme ont été perdus au cours du processus d'évolution, car les plantes à fleurs se sont adaptées à l'environnement sec de la terre. Sur cette base, il est probable que les gènes MADS-box qui fonctionnaient dans le gamétophore et les flagelles du sperme soient devenus inutiles, et que la fleur aurait pu évoluer en les réutilisant pour d'autres fonctions. Il est intéressant de noter que les réseaux de régulation génétique du développement sont différents entre les différentes lignées de plantes, bien qu'elles soient relativement conservées chez les animaux"

Ces résultats de recherche ont été publiés dans Plantes naturelles le 3 janvier.