Avec la vaste diversité de fleurs existant aujourd’hui, il est difficile d’imaginer qu’elles descendent toutes d’une seule et même espèce de plante, mais des chercheurs ont reconstruit ce à quoi devait ressembler la toute première fleur au monde. Cette étude pourra aider les scientifiques du monde entier à comprendre comment les fleurs ont évolué à travers le temps.
L’un des meilleurs moyens d’en apprendre un maximum sur les organismes vivants et leur passé est l’étude des fossiles, mais concernant les toutes premières fleurs, ils sont très difficiles à trouver. En effet, les premières fleurs préservées remontent à quelque 130 millions d’années.
Heureusement, il existe d’autres manières pour en apprendre davantage sur les espèces qui sont depuis longtemps disparues, comme par exemple dans ce cas, examiner attentivement les formes de leurs descendants modernes et retracer l’histoire de ces formes grâce à leurs arbres généalogiques.
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C’est dans cette optique que des dizaines de chercheurs ont décidé de participer au projet eFLOWER et ont collecté des données provenant de diverses études scientifiques, afin de créer la plus grande base de données détaillant les structures des fleurs modernes (à partir des informations génétiques des différentes espèces).
L’analyse comprend plus de 13’000 points de données qui remontent à une description datant de 1783, par le célèbre biologiste Jean-Baptiste Lamarck. « Personne n’avait vraiment réfléchi aux premiers stades de l’évolution des fleurs de cette façon, et pourtant une grande partie de la diversité peut être expliquée de façon simple avec le nouveau scénario qui émerge de nos modèles », explique Hervé Sauquet, chercheur principal de l’étude et enseignant-chercheur à l’Université Paris-Sud.
C’est en combinant ces données avec un arbre généalogique se basant sur l’ADN avec des informations des fossiles, que les scientifiques ont pu tester des millions de configurations sur la manière dont les fleurs ont changé et évolué à travers le temps, pour déterminer la structure et la forme les plus probables des toutes premières fleurs.
Un des résultats les plus importants de cette étude est que, bien que la fleur ancestrale reconstruite par l’équipe ne semble pas radicalement différente de bien des fleurs modernes actuelles, elle présente tout de même une combinaison de traits qui sont aujourd’hui introuvables.
Comme beaucoup de fleurs actuelles, elle était très certainement hermaphrodite : signifiant qu’elle possédait des organes à la fois mâle et femelle. L’arrangement et le nombre de ses pétales ainsi que de ses organes (qui renferment et reçoivent du pollen), ont permis de créer la représentation de la fleur, qui ressemble fortement à ses descendants modernes.
Mais il faut savoir qu’aucune fleur actuelle ne correspond exactement à sa forme. L’étude a également révélé une découverte qui surprendra certains chercheurs : ses pétales et autres organes ont été organisés dans des cercles concentriques par groupes de trois, plutôt que dans des spirales.
Certaines des toutes premières espèces survivantes dans l’arbre généalogique des plantes à fleurs, comme l’arbuste Amborella, possèdent des pétales disposés en spirales. Beaucoup de chercheurs supposent donc que la première fleur avait une disposition similaire.
Chuck Bell, un biologiste de l’Université de Nouvelle-Orléans aux États-Unis, se félicite de la manière dont toutes les différentes données sont synthétisées dans cette étude, de l’ADN aux fossiles, jusqu’aux structures des fleurs modernes. « Dans ce sens, c’est incroyable », explique-t-il.
Mais les chercheurs soulignent également le fait qu’il existe une certaine incertitude, car de nombreuses plantes ne peuvent plus être étudiées : « Beaucoup d’espèces ont disparu au cours des deux cents millions d’années passés », ajoute Alex Harkess, un botaniste du Donald Danforth Plant Science Center, à St. Louis (États-Unis).
Cette reconstruction permet de proposer un nouveau scénario quant à la diversification précoce des fleurs. En effet, le résultat de l’étude suggère qu’il se pourrait que les premières fleurs se soient diversifiées, non pas en développant une plus grande complexité, mais en devenant d’abord plus simples. « Cette étude est importante car elle confirme à quel point la fleur ancestrale était complexe », a expliqué Jason Hilton, professeur à l’Université de Birmingham, en Angleterre, qui n’a pas participé à l’étude.
À présent, les chercheurs devront se concentrer pour trouver des éléments de ressemblance entre cette modélisation et les rares fossiles disponibles pour être analysés. Des études approfondies pourront alors ensuite nous révéler à quel point ce modèle est exact.
