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Cette plante à la longévité exceptionnelle révèle ses secrets génétiques

Welwitschia mirabilis. Crédits : Tao Wen

Dans le désert du Namib, les conditions sont extrêmes et la vie peine à s’adapter. Les “pans” (lacs salés) millénaires et les silhouettes d’arbres désormais secs en témoignent. Pourtant, dans cet environnement inhospitalier vit une plante “immortelle”.

Welwitschia mirabilis est la seule espèce du genre Welwitschia et de la famille des Welwitschiacées. Nommée en l’honneur du botaniste Friedrich Welwitsch qui l’a découverte en 1860, vous retrouverez cette incroyable plante dans le désert du Namib, au sud-ouest de la Namibie, considéré comme le plus vieux désert du monde.

En afrikaans, une langue germanique issue du néerlandais parlée dans la région, la plante est baptisée “tweeblaarkanniedood”, ce qui signifie “deux feuilles qui ne peuvent pas mourir“. Et pour cause, Welwitschia n’a que deux feuilles qui poussent en continu s’enroulant avec le temps (même si la plupart n’en développent qu’une) au cours d’une vie qui peut durer plus de 2000 ans.

Welwitschia captive les biologistes depuis sa découverte. Comment expliquer sa forme unique, son extrême longévité et sa résilience profonde ? Dans le cadre d’une étude récente publiée dans Nature Communications, des chercheurs soulignent certains des secrets génétiques de cette incroyable plante.

Un génome “efficace”

D’après Tao Wan, botaniste au Fairy Lake Botanical Garden à Shenzhen, en Chine, il y a environ 86 millions d’années, après une erreur survenue au cours du processus de division cellulaire, l’ensemble du génome de Welwitschia a doublé pendant une période de sécheresse prolongée dans la région. Selon le chercheur, un “stress extrême” est en effet souvent associé à une duplication du génome. Les gènes dupliqués peuvent alors proposer de nouvelles fonctionnalités.

Cependant, le fait de développer un “gros génome” est très énergivore. Pour ne rien arranger, une grande partie du génome de Welwitschia est constituée de séquences d’ADN auto-réplicables “indésirables” appelées rétrotransposons.

Les chercheurs ont détecté une “explosion” de l’activité des rétrotransposons il y a un à deux millions d’années, probablement en raison d’un stress thermique accru. Pour contrer cela, le génome de la plante aurait subi des changements épigénétiques généralisés permettant de supprimer ces séquences d’ADN indésirables grâce à un processus appelé méthylation de l’ADN.

Ce processus aurait alors considérablement réduit le volume et donc le coût de maintenance énergétique de la bibliothèque d’ADN dupliquée de Welwitschia. Ces modifications génétiques ont permis à Welwitschia de développer caractéristiques plus efficaces. Par exemple, une feuille de plante pousse généralement à partir des extrémités de la plante ou du sommet de ses tiges et de ses branches. Chez Welwitschia en revanche, les nouvelles feuilles émergent du méristème basal, une zone normalement vulnérable qui fournit des cellules fraîches à la plante en croissance.

plante Welwitschia mirabilis
Welwitschia mirabilis. Crédits : Amada44

Pour les chercheurs, les leçons génétiques tirées de Welwitschia pourraient nous aider à produire des cultures plus résistantes à la sécheresse.