Pourquoi les plantes à fleurs sont des survivantes de la nature

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Crédits : Peter Swan/istock

Une étude récente montre que les plantes à fleurs sont sorties relativement indemnes de l’extinction massive qui a tué les dinosaures il y a 66 millions d’années. Bien qu’elles aient subi la perte de certaines espèces, cet événement dévastateur a aidé les plantes à fleurs à devenir le type de plante dominant qu’elles sont aujourd’hui. 

L’évolution des plantes à fleurs

L’extinction massive du Crétacé-Paléogène survenue il y a environ 66 millions d’années fut un événement majeur de l’histoire de la vie sur Terre. Plus de 75 % des espèces animales ont en effet disparu à cette époque, y compris la plupart des dinosaures non aviens. Nous savons aussi que cet épisode aura ouvert la voie à de nouvelles opportunités évolutives, notamment pour les plantes à fleurs, ou angiospermes.

En effet, bien que ces plantes existaient déjà avant cette extinction, elles étaient relativement rares et n’avaient pas encore dominé le règne végétal comme c’est le cas aujourd’hui (300 000 des 400 000 espèces végétales). Cependant, le véritable impact de cette extinction massive sur les plantes à fleurs était encore débattu.

Dans le cadre d’une étude récente, des chercheurs de l’Université de Bath (Royaume-Uni) et de l’Universidad Nacional Autónoma de México (Mexique) ont effectué des analyses complexes dans le but d’en apprendre davantage.

Génétique et modèles statistiques

L’étude de l’évolution des plantes à partir de fossiles peut être plus difficile que celle des animaux, car les plantes n’ont pas de squelette ou d’exosquelette dur qui se fossilise facilement. Cependant, les scientifiques peuvent utiliser d’autres moyens, dont les données génétiques.

L’utilisation de l’ADN a été une avancée majeure dans l’étude de l’évolution des plantes. En séquençant l’ADN de milliers d’espèces végétales vivantes, les chercheurs peuvent en effet construire des arbres phylogénétiques, nous révélant ainsi les relations génétiques entre les différentes espèces. Ces « arbres » permettent alors de retracer l’histoire évolutive des plantes et de comprendre comment elles sont apparentées les unes aux autres.

Ici, les chercheurs ont analysé des arbres évolutifs construits à partir de mutations dans les séquences d’ADN de près de 73 000 espèces vivantes. Ils ont ensuite utilisé un modèle mathématique « naissance-mort » capable de prendre en compte les naissances (spéciation) et les morts (extinction) d’espèces au fil du temps. Ici, le modèle est ajusté aux données fossiles et phylogénétiques pour estimer les taux d’extinction et de spéciation qui sont les plus cohérents avec ces données. Dès lors, les chercheurs peuvent estimer les taux d’extinction à différentes époques géologiques.

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Crédits : Nicolas Garrat/iStock

Une étonnante résilience

Résultat : même si les archives fossiles montrent que de nombreuses espèces ont effectivement disparu à cette époque, les lignées auxquelles elles appartiennent, telles que les familles et les ordres, ont survécu suffisamment pour prospérer par la suite.

Le fait est que la grande majorité des familles d’angiospermes d’aujourd’hui existaient avant la survenue de cette extinction. Des espèces comprenant les ancêtres des orchidées, du magnolia et de la menthe partageaient toutes la Terre avec les dinosaures par exemple. « Après l’extinction de la plupart des espèces terrestres, les angiospermes ont pris l’avantage, de la même manière que les mammifères ont pris le relais après les dinosaures », résume ainsi le Dr Thompson, principal auteur de ces travaux. « Et maintenant, presque toute la vie sur Terre dépend écologiquement des plantes à fleurs.« 

Mais alors, comment expliquer cette incroyable résilience ? Le Dr Ramírez-Barahona, coauteur de l’étude, rappelle que les plantes à fleurs ont une remarquable capacité d’adaptation. Certaines ont développé une variété de mécanismes permettant la dispersion de leurs graines, tandis que d’autres ont dupliqué l’intégralité de leur génome ou développé de nouvelles façons de photosynthétiser.

Les détails de ces travaux sont publiés dans les Biology Letters.