Un partenariat plantes - champignons à l'origine de la végétalisation terrestre

Publié par Isabelle le 24/05/2021 à 13:00
Source: CNRS INSB
Il y a 450 millions d'années, les premiers végétaux quittaient la vie aquatique. Des chercheurs et chercheuses du CNRS et de l'Université Toulouse III - Paul Sabatier, en collaboration avec INRAE, ont réussi à démontrer que cette conquête terrestre par les végétaux a été rendue possible grâce à un partenariat entre plantes et champignons. Valider cette hypothèse vieille de 40 ans permet de comprendre une étape qui a été primordiale au développement de la vie (La vie est le nom donné :) sur Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance...). L'étude est publiée dans Science le 21 mai 2021.


Arbre phylogénétique des plantes. Les plantes vasculaires et non-vasculaires forment une symbiose (La symbiose est une association intime et durable entre deux organismes...) avec des champignons. Cercles de gauche: le champignon est coloré en bleu (Bleu (de l'ancien haut-allemand « blao » = brillant) est une des trois couleurs...) dans une racine de luzerne tronquée (haut) ou un thalle (Un thalle est un appareil végétatif ne possédant ni feuilles, ni tiges, ni racines. Cette notion...) de M. paleacea (bas). Cercles de droites: luzerne tronquée (haut), M. paleacea (bas).© Aurélie Le Ru/Mélanie Rich/Pierre-Marc Delaux

Il y a environ 450 millions d'années, les premières plantes ont quitté les eaux pour vivre sur les terres émergées. Pour ce faire, elles ont dû s'adapter à l'aridité du milieu terrestre. L'étude de fossiles avait, dans les années 1980, permis d'émettre l'hypothèse qu'une alliance plantes-champignons était peut-être à l'origine de la végétalisation terrestre. Elle vient d'être confirmée par une équipe internationale de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue...) pilotée par des scientifiques français.

Pour comprendre la vie passée, les chercheurs et chercheuses ont dû étudier les plantes du présent. Celles-ci sont divisées en deux grandes catégories: les plantes vasculaires avec tiges et racines, et les plantes non-vasculaires comme les mousses, appelées bryophytes.

La majorité des plantes vivent en symbiose avec des champignons, autrement dit ces deux organismes procédent à des échanges mutuellement bénéfiques. Lors de précédentes études, il a été démontré l'existence de gènes essentiels au bon déroulement de cette symbiose, notamment chez les plantes vasculaires. Les scientifiques se sont ici concentrés sur une bryophyte à l'allure de plante (Les plantes (Plantae Haeckel, 1866) sont des êtres pluricellulaires à la base de la...) grasse (voir image), peu décrite et pour laquelle on n'avait pas encore observé de tels gènes: Marchantia paleacea.

En étudiant M. paleacea, ils ont pu démontrer un transfert de lipides entre la plante et le champignon similaire à celui observé chez les plantes vasculaires. En adaptant l'utilisation des ciseaux moléculaires CRISPR, un outil (Un outil est un objet finalisé utilisé par un être vivant dans le but d'augmenter son...) qui permet de "couper" l'ADN de façon précise, ils ont ensuite pu modifier un gène (Un gène est une séquence d'acide désoxyribonucléique (ADN) qui spécifie la...) prédit comme "symbiotique". Comme chez les plantes vasculaires, l'interruption des échanges de lipides entre la plante et le champignon conduisent à l'échec de la symbiose chez la bryophyte.

L'ancêtre commun (En phylogénie, un ancêtre commun à plusieurs espèces est l'individu le plus...) de ces deux groupes de végétaux, qui a colonisé la terre ferme, devait donc échanger des lipides avec le champignon, comme les plantes actuelles. Ainsi, 450 millions d'années plus tard, un des secrets des premiers pas de la vie sur la terre ferme a enfin pu être élucidé.

Bibliographie:
Lipid exchanges drove the evolution of mutualism during plant terrestrialization.
Mélanie K. Rich, Nicolas Vigneron, Cyril Libourel, Jean Keller, Li Xue, Mohsen Hajheidhari, Guru V. Radhakrishnan, Aurélie Le Ru, Issa S Diop, Giacomo Potente, Elena Conti, Danny Duijsings, Aurélie Batut, Pauline Le Faouder, Kyoichi Kodama, Junko Kyozuka, Erika (L'Erika, un pétrolier battant pavillon maltais (pavillon de complaisance) construit en 1975 et...) Sallet, Guillaume (Guillaume est un prénom masculin d'origine germanique. Le nom vient de Wille, volonté et Helm,...) Bécard, Marta Rodrigez-Franco, Thomas Ott, Justine Bertrand-Michel, Giles ED Oldroyd, Péter Szövényi, Marcel Bucher et Pierre-Marc Delaux. Science, le 21 mai 2021. DOI: 10.1126/science.abg0929.
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