Évolution des Plantes

Les plantes ont évolué grâce aux mêmes mécanismes qui affectent toutes les formes de vie sur Terre. Tout comme les animaux, les bactéries et les champignons, les différentes conditions auxquelles les plantes ont été confrontées ont influencé leur évolution.

• La diversité au sein des populations et entre les individus se produit naturellement grâce à la variation génétique. Un phénomène où, grâce à des différences dans les séquences d'ADN d'un individu à l'autre (c'est-à-dire des fréquences d'allèles différentes), différents traits morphologiques sont présents au sein d'une espèce. La variation génétique peut être causée par des mutations, la reproduction sexuelle ou la dérive génétique, mais quelle qu'en soit la cause, le résultat est toujours le même : de légères différences entre les individus.

• Certaines différences causées par la variation génétique peuvent être bénéfiques ou néfastes pour les chances de survie d'un individu. Ce qui est bénéfique varie selon les périodes, les environnements et la présence ou l'absence de prédateurs et de ressources. Les facteurs environnementaux qui affectent la survie sont connus sous le nom de pressions de sélection.

• Laissées au temps, les populations peuvent changer au point de ne plus être reconnaissables en tant que descendants de leurs ancêtres. Ces changements morphologiques sont le résultat d'un changement progressif, sur plusieurs générations, de la composition génétique d'une population.

Ce processus est connu sous le nom d'évolution. La sélection naturelle est l'un des mécanismes par lesquels l'évolution se produit.

Le suivi de ces changements dans les individus et les conditions au fil du temps permet de mieux comprendre comment la diversité de la vie végétale à travers le monde terrestre est apparue. Ces connaissances peuvent nous aider à prévoir les réactions au changement climatique, aux sécheresses et aux autres défis auxquels notre société sera confrontée, et peuvent même influencer la façon dont nous répondons à ces menaces.

On pense généralement que la vie a commencé sous l'eau. L'origine et l'évolution des plantes ont commencé il y a environ 430 millions d'années, lorsque l'ancêtre des plantes a migré vers la terre ferme et a donné naissance aux plantes terrestres actuelles. On pense que l'algue streptophyte ancestrale a été le seul ancêtre végétal à avoir survécu à la migration vers la ^terre4.

L'origine de la vie elle-même fait l'objet de vives controverses, mais il est généralement admis que toutes les formes de vie sont issues d'un seul et même ancêtre commun.

• Ce dernier ancêtre commun universel (LU CA) s'est formé il y a environ 3,5 milliards d'années^.1 LUCA a donné naissance à tous les organismes vivants que nous voyons aujourd'hui, qu'il s'agisse de plantes, d'animaux, de champignons ou de bactéries.
• Les premières formes de vie étaient de simples organismes unicellulaires, dépendant de la diffusion pour rassembler toute l'énergie et les nutriments dont ils avaient besoin dans leur environnement. Avec le temps, la vie a évolué vers des processus complexes pour produire sa propre énergie. Cette évolution cellulaire précoce est à l'origine des processus de glycolyse, de respiration et de photosynthèse^.2
• On pense que la photosynthèse est née chez les bactéries et qu'elle a permis aux organismes d'exploiter la lumière du soleil pour en tirer de l'énergie^.3 Les premiers ancêtres des plantes, sous la forme de simples cellules eucaryotes, auraient absorbé des cyanobactéries photosynthétisantes. Ces cyanobactéries, qui se déplaçaient auparavant librement, ont donné naissance aux chloroplastes, les organites photosynthétiques que l'on trouve dans les plantes.

Aux yeux de l'évolution, il faut s'adapter ou s'éteindre. Les premiers environnements terrestres étaient riches en lumière solaire et en espace pour se développer, tout en étant dépourvus de prédateurs et de concurrents. Cependant, le passage à la terre ferme a été une période particulièrement stressante pour les premières plantes terrestres.

Les plantes terrestres qui n'ont pas pu s'adapter à leur nouvel environnement ont été concurrencées pour les ressources et n'ont tout simplement pas pu survivre aux conditions difficiles. La menace de l'extinction était constante pour les premières plantes terrestres. Voici quelques-unes des menaces et des conséquences mortelles de la vie terrestre :

• La dessiccation - Les premières plantes terrestres ne pouvaient pas transporter d'eau et dépendaient donc fortement des conditions humides.

• Rayonnement UV - L'eau peut filtrer la lumière du soleil et réduire la quantité d'énergie absorbée par les pigments chlorophylliens, mais elle agit également comme une barrière contre le rayonnement UV nocif. Une barrière absente sur la terre ferme.

• Absence de support structurel - L'eau offre aux plantes aquatiques un support et une flottabilité, mais dans les environnements terrestres, les plantes doivent consacrer de l'énergie et des nutriments à des caractéristiques rigides telles que les parois cellulaires.

Les dures pressions de sélection des premiers environnements terrestres ont façonné le parcours évolutif des plantes terrestres. Pourtant, depuis leur apparition à la fin de l 'Ordovicien, les plantes terrestres ont remanié notre planète pour répondre à leurs propres besoins. Elles ont ouvert la voie à l'épanouissement de certaines espèces, tout en assurant l'extinction d'autres.

La chronologie de l'évolution des plantes s'étend, selon les preuves existantes, d'environ 430 millions d'années à la fin de l'Ordovicien jusqu'à l'époque moderne. La capacité des plantes terrestres à prospérer est largement attribuée aux adaptations acquises au cours de quatre étapes clés de l'évolution, qui ont sans aucun doute évolué sous de rudes pressions de sélection.

Fig. 1 : L'origine et l'évolution des plantes. Principales étapes de l'évolution des plantes au cours des différentes périodes géologiques.

Les angiospermes, qui ont subi chacune des étapes clés de l'évolution des plantes, sont aujourd'hui les plus abondantes de tous les types de plantes terrestres.

Des milliards d'années d'évolution des plantes ont permis aux plantes terrestres de conquérir tous les coins du globe. À tel point que les plantes terrestres représentent aujourd'hui 82 % de la biomasse mondiale. Voyons quelques exemples de l'évolution des plantes qui montrent les différentes façons dont elles se sont adaptées à la terre.