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La colonisation du monde par les fleurs, une histoire mystérieuse

18 octobre 2019 / Jean-Pierre Tuquoi (Reporterre)



Il y a 150 millions d’années, les plantes à fleurs firent leur apparition à la surface du globe. Elles représentent aujourd’hui plus de 90 % de la végétation. Longtemps mystérieuse, l’histoire de leur apparition est de mieux en mieux connue, comme le raconte François Parcy dans « L’histoire secrète des plantes ».

Dans une lettre à l’un de ses collègues, vers la fin du XIXe siècle, le père de l’évolution, Charles Darwin, écrivait avec dépit qu’il butait sur un « abominable mystère » : il ne parvenait pas à comprendre l’apparition des plantes à fleur à la surface de la terre.

Il y a 150 millions d’années, voire davantage, alors que la végétation terrestre était exclusivement composée de conifères, de ginkgos et probablement de milliers d’autres espèces aujourd’hui disparues (la famille des gymnospermes), ont surgit les angiospermes, autrement dit les plantes à fleurs. En très peu de temps à l’échelle biologique, celles-ci ont colonisé la surface du globe et éclipsé les séquoias et autres conifères jusqu’à représenter aujourd’hui plus de 90 % de la végétation et des centaines de milliers d’espèces différentes. Comment se sont-elles formées ? Quel est le lien entre les plantes à fleurs et les premiers arrivés, les gymnospermes ? Comment est-on passé de l’un à l’autre ? Ni l’examen des fossiles ni l’étude des plantes vivantes n’apportaient un début de réponse à Charles Darwin et à ses successeurs. Les botanistes piétinaient.

Un peu plus d’un siècle plus tard, en grande partie grâce à la génétique et à la biologie moléculaire, on y voit plus clair et c’est tout l’intérêt du livre de François Parcy, directeur de recherche au Centre national de la recherche scientifique (CNRS), de raconter sans pédantisme la saga des plantes à fleurs. Jeune patron d’un laboratoire de physiologie végétale, il raconte une aventure dont il est, avec son équipe de chercheurs, partie prenante.

Elles existent « parce qu’elles existent » 

Il y a 450 millions d’années donc, les premières plantes, des sortes d’algues, parviennent à s’extraire de l’eau (probablement douce) et à coloniser la terre ferme — avec des allers-retours dans les deux sens. Ce fut le triomphe des mousses et des fougères, qui ont ensuite été supplantées par les gymnospermes, baptisés ainsi parce que l’organe de reproduction femelle, l’ovule, est nu, sans protection, dans un cône. Les organes masculins y sont dans des cônes distincts et le vent sert de pollinisateur (d’où un gaspillage inouï de pollen).

Avec les angiospermes, c’est une toute autre histoire. Plus de cônes et plus de vent ! Les organes reproducteurs sont réunis, enfermés dans une fleur, et l’ovule est protégé, car inséré dans une enveloppe. Autre différence de taille, la pollinisation ne repose plus sur le vent mais pour l’essentiel sur les insectes (au premier rang desquels les abeilles) attirés au cœur de la fleur par des stratégies parfois très sophistiquées qui font appel à l’odeur ou à la vue.

Pourquoi les fleurs sont-elles apparues ? François Parcy écarte l’hypothèse divine et balaie les explications utilitaristes. « La fleur n’existe pas pour nourrir les insectes, pour embellir le monde ou pour aider les plantes à se reproduire », écrit-il. Elles existent « parce qu’elles existent. Tout simplement. Elles existent car elles sont apparues au cours de l’évolution et qu’elles ont conféré un tel avantage aux plantes qui les possédaient qu’elles sont restées, que les plantes à fleurs ont proliféré, se sont diversifiées et ont conquis la planète ». Affaire de temps autant que de hasard donc.

Mais, à quoi ressemblait la fleur originelle, celle apparue entre 150 et 200 millions d’années et dont toutes les autres plantes à fleurs (elles sont des centaines de milliers d’espèces) descendent ? À partir des ressemblances entre les premières fleurs qui ont divergé de l’arbre généalogique (les nénuphars, les lys, l’anis étoilé, et quelques autres), au terme d’un travail de fourmi, des chercheurs ont réussi à remonter à la plante des origines, celle que l’on ne verra jamais. Telle qu’on la représente aujourd’hui (avec des couleurs totalement arbitraires), elle n’est pas sans rappeler la fleur de magnolia mais avec une disposition des organes floraux qui « n’existe chez aucune fleur fossile ou vivante, même si chacun des caractères individuels peut être retrouvé chez des fleurs connues », écrit l’auteur.

 Un temps, botanistes et spécialistes de physiologie végétale ont cru tenir le chainon manquant

Pourquoi n’en retrouve-t-on aucun exemplaire parmi les fossiles ? Peut-être cette plante originelle était-elle minuscule et donc impossible à distinguer à l’état de fossile. Peut-être est-elle apparue sur des terrains inaptes à la fossilisation. À moins qu’elle ait vécu dans des régions bien spécifiques délaissées par les botanistes. Tout est possible.

Pour ajouter au mystère, fait observer Parcy, la séparation entre gymnospermes et angiospermes n’a pas été brutale. Elle s’est étalée sur plus d’une centaine de millions d’années. « C’est un long tunnel évolutif » sur lequel nous ne savons rien ou presque, sinon qu’il a débouché sur l’apparition de la première fleur. Un temps, les botanistes et les spécialistes de physiologie végétale ont cru qu’ils avaient sous la main une plante vivante qui pouvait être ce chaînon manquant. Baptisée d’un nom impossible, Welwitschia mirabilis prospère sur les déserts côtiers de Namibie et d’Angola. Les conditions de vie y sont rudes, ce qui n’empêche pas cette plante de vivre plus de mille ans. Mais l’intérêt de la plante, à l’apparence très étrange (« vue de dessus [elle] ressemble à une grande bouche »), est de posséder des cônes mâles et des cônes femelles, comme tous les gymnospermes, mais également des ovules — stériles — et un peu de nectar. « Cela représente une sorte de tentation échouée de structure bisexuelle, comme le sont les fleurs », écrit Parcy.

Depuis, grâce à la génétique, on sait comment les combinaisons de quelques gènes confèrent leur identité aux organes de la fleur. Mais les chercheurs n’ont toujours pas identifié la plante gymnosperme qui préfigure l’ancêtre de la première plante à fleurs. L’enquête progresse mais « l’abominable mystère » subsiste.







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Source : Jean-Pierre Tuquoi pour Reporterre

Photo :
. chapô : un specimen de Welwitschia mirabilis, plante que les scientifiques ont longtemps pensé être le chainon manquant entre gymnospermes et angiospermes. Wikimedia (Krzysztof Ziarnek, Kenraiz/CC BY-SA 4.0)

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