Thomas Dalton
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Il y a environ 70 millions d'années, lorsque les dinosaures parcouraient la Terre, une anomalie génétique a permis à certaines plantes de se transformer en mangeuses de viande. Cela a été fait en partie, avec une astuce furtive: réutiliser des gènes destinés à leurs racines et leurs feuilles et les utiliser à la place pour attraper des proies, selon une nouvelle étude..
Cette étape est l'une des trois que certaines plantes non carnivores ont pris des dizaines de millions d'années pour leur permettre de se transformer en carnivores affamés, ont déclaré les chercheurs..
Le changement de consommation de viande a donné à ces usines un certain nombre d'avantages. En effet, «les plantes carnivores ont renversé la situation en capturant et en consommant des proies animales riches en nutriments, ce qui leur permet de prospérer dans un sol pauvre en nutriments», ont écrit les chercheurs dans l'étude, publiée en ligne le 14 mai dans la revue Current Biology.
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Pour étudier l'évolution des plantes carnivores, une équipe internationale de botanistes et de biologistes dirigée par Jörg Schultz, professeur agrégé à l'Université de Würzburg, en Allemagne, a comparé les génomes et l'anatomie de trois plantes modernes carnivores.
Il existe des centaines d'espèces de plantes carnivores, mais les chercheurs ont choisi de se pencher sur trois plantes insectivores apparentées, toutes membres de la famille des droséracées. Ces trois plantes utilisent le mouvement pour capturer des proies, ont déclaré les chercheurs.
Une plante est le piège à mouches Vénus familier (Dionaea muscipula), originaire des zones humides des Carolines qui a influencé les personnages Pokémon, a fait des apparitions dans divers dessins animés du samedi matin et a même inspiré une pièce de théâtre de Broadway. L'usine de roue à eau aquatique étroitement apparentée (Aldrovanda vesiculosa) occupe les eaux de presque tous les continents. Il a des volets sous-marins grêles qui se resserrent rapidement autour d'animaux marins sans méfiance. La troisième plante étudiée, la belle mais mortelle plante de rossolis (Drosera spatulata), est courante en Australie. Attirant les victimes avec douceur, le sundew enroule une bande collante autour de sa prise.
Après avoir analysé ces plantes, l'équipe a découvert le processus en trois étapes vers le carnivore. Premièrement, il y a environ 70 millions d'années, un des premiers ancêtres non carnivores des trois plantes carnivores modernes a subi une duplication du génome entier, générant une deuxième copie de l'ensemble de son ADN, ou génome. Cette duplication a libéré l'une des copies des gènes des feuilles et des racines pour se diversifier, leur permettant de remplir d'autres fonctions. Certains gènes foliaires se sont développés en gènes de pièges, tandis que les processus de nutrition et d'absorption carnivores étaient guidés par des gènes qui, autrement, auraient servi les racines cherchant à se nourrir du sol..
La deuxième étape de leur voyage vers le carnivore s'est produite une fois que les plantes ont commencé à recevoir de nouveaux nutriments de proies. À ce stade, les feuilles et les racines traditionnelles n'étaient plus aussi nécessaires. De nombreux gènes qui n'étaient pas impliqués dans la nutrition carnivore ont commencé à disparaître. Par exemple, les semis de plantes aquatiques à roue à eau acquièrent une proto-racine précoce, mais elle ne se développe pas à mesure qu'ils mûrissent. C'est le seul vestige de ce qui était autrefois un système racinaire. En raison de la perte de ce gène et d'autres, les trois plantes observées dans cette étude sont les plantes les plus pauvres en gènes à séquencer à ce jour, ont déclaré les chercheurs..
Deux études antérieures menées par d'autres groupes de scientifiques en 2013 ont montré des résultats similaires en termes de gènes pauvres dans d'autres plantes carnivores. Ils ont découvert qu'une plante vésicale aquatique prospère sur tous les continents, à l'exception de l'Antarctique et une plante couvre-sol en tire-bouchon originaire du Brésil, avaient tous deux de très petits génomes par rapport aux plantes non carnivores. Ces carnivores peuvent également avoir subi le même processus d'excrétion de gènes, ont déclaré les chercheurs de la nouvelle étude..
Dans la troisième étape de la transformation en carnivore, les plantes ont subi des changements évolutifs spécifiques à leur environnement. Les racines et les feuilles ont évolué pour être spécifiques aux pièges, ont découvert les chercheurs. Les gènes des racines qui étaient autrefois utilisés pour rechercher et absorber les nutriments du sol ont maintenant été réquisitionnés pour créer les enzymes nécessaires pour digérer et absorber les nutriments des proies. Les gènes autrefois utilisés dans les glandes sécrétant du nectar pour attirer les insectes pollinisateurs ont été convoqués dans des pièges, où ils produisent des substances pour attirer les proies..
La plupart des plantes avec des feuilles et des racines contiennent le matériel nécessaire pour devenir carnivores. Les chercheurs ont écrit que le processus en trois étapes révélé par la nouvelle étude montre comment, au fil du temps, les anciennes «plantes non carnivores ont évolué pour devenir les chasseurs verts les plus habiles de la planète».
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