Les scientifiques ont trouvé une explication à la façon dont les plantes à fleurs sont devenues si rapidement dominantes dans les écosystèmes du monde entier, un problème que Charles Darwin a qualifié de « mystère abominable ». Dans une étude publiée le 11 janvier dans la revue en libre accès PLOS Biologie , Kevin Simonin et Adam Roddy, respectivement de l'Université d'État de San Francisco et de l'Université de Yale, ont découvert que les plantes à fleurs ont de petites cellules par rapport aux autres grands groupes de plantes et que cette petite taille de cellule est rendue possible par une taille de génome considérablement réduite.

Depuis plus de 200 ans, les scientifiques ont spéculé sur l'incroyable diversité et le succès des plantes à fleurs, qui forment la base de notre système alimentaire et sont responsables d'alimenter une grande partie de la diversité animale que nous voyons aujourd'hui.

Au cours des trente dernières années, les chercheurs ont montré que les plantes à fleurs ont des taux de photosynthèse sans précédent. Cela leur a permis de croître plus rapidement et de supplanter les fougères et les conifères qui avaient dominé les écosystèmes pendant des centaines de millions d'années. Le secret du succès métabolique des plantes à fleurs réside dans leurs feuilles spécialisées qui accélèrent le transport de l'eau et l'absorption du dioxyde de carbone. Mais comment les plantes à fleurs ont-elles pu construire des feuilles capables de ces taux élevés de transpiration et de photosynthèse ?

Cette nouvelle recherche fournit un mécanisme. En parcourant la littérature à la recherche de données, les auteurs soutiennent que ces innovations anatomiques sont directement liées à la taille de leur génome.

Parce que chaque cellule doit contenir une copie du génome de la plante, des génomes plus petits permettent aux cellules d'être plus petites, et si les cellules sont plus petites, alors plus de cellules (telles que celles spécialisées dans le métabolisme photosynthétique et le transport de l'eau et des nutriments) peuvent être regroupées dans un volume d'espace donné. En outre, en réduisant la taille de chaque cellule, l'apport d'eau et de nutriments peut être rendu plus efficace.

En comparant des centaines d'espèces, les chercheurs ont découvert que la réduction de la taille du génome avait commencé il y a environ 140 millions d'années et coïncidait avec la propagation des premières plantes à fleurs dans le monde. "Les plantes à fleurs sont le groupe de plantes le plus important sur terre, et maintenant nous savons enfin pourquoi ils ont eu tant de succès, " ils disent.

Bien que cette recherche réponde à une question majeure, il ouvre la porte à bien d'autres. Pourquoi les plantes à fleurs ont-elles pu rétrécir leur génome plus que les autres groupes de plantes ? Quelles innovations dans la structure et le conditionnement du génome les plantes à fleurs ont-elles exploitées ? Comment les fougères et les conifères ont-ils réussi à échapper à l'extinction malgré leurs génomes et leurs cellules volumineux ?