Les tissus végétaux poussent généralement à l'extrémité des plantes, alors comment l'herbe peut-elle repousser lorsque vous tondez votre pelouse ? Chez les graminées, la base de la feuille forme une structure en forme de tube appelée gaine. La gaine permet à la plante de prendre de la hauteur tout en gardant sa pointe de croissance près du sol, la protégeant ainsi des lames des tondeuses à gazon ou des incisives des herbivores.
Le secret de ses remarquables pouvoirs de régénération réside en partie dans la forme de ses feuilles, mais la façon dont cette forme apparaît est un sujet de débat de longue date. Le débat est pertinent pour nos cultures de base, le blé, le riz et le maïs, car ils font partie de la famille des graminées avec le même type de feuille.
Les plantes à fleurs peuvent être classées en monocotylédones et eudicots. Les monocotylédones, qui incluent la famille des graminées, ont des feuilles qui encerclent la tige à leur base et ont des veines parallèles partout. Les eudicots, qui comprennent les crucifères, les légumineuses et les arbustes et arbres de jardin les plus courants, ont des feuilles qui sont maintenues éloignées de la tige par des tiges, appelées pétioles, et ont généralement de larges lames avec des veines en forme de filet.
Au 19ème siècle, les botanistes ont proposé que la gaine d'herbe équivaut au pétiole des feuilles d'eudicot. Mais ce point de vue a été contesté au XXe siècle, lorsque les anatomistes des plantes ont noté que les pétioles avaient des veines parallèles, semblables à la feuille d'herbe, et ont conclu que toute la feuille d'herbe (à l'exception d'une petite région à son extrémité) était dérivée du pétiole.
Richardson et ses collègues combinaison de la génétique du développement et de la modélisation informatique pour examiner les deux types de feuilles. Dans leur article, l'équipe écrit : « Ces hypothèses modélisées font différentes hypothèses et prédictions. L'hypothèse pétiole-feuille suppose des domaines proximaux-distaux supplémentaires et est donc moins parcimonieuse. L'hypothèse pétiole-feuille prédit également que le pétiole dérive principalement du milieu de l'ébauche précoce…, alors que l'hypothèse pétiole-gaine prédit que le pétiole dérive de la base de l'ébauche…. Le suivi des cellules montre que le pétiole dérive de cellules proximales de l'ébauche avec des taux de croissance proximodistaux élevés, soutenant la prédiction pétiole-gaine… "
L'un des auteurs correspondants, le professeur Enrico Coen a déclaré dans un communiqué de presse: « La feuille d'herbe a été une énigme. En formulant et en testant différents modèles pour son évolution et son développement, nous avons montré que les théories actuelles sont probablement incorrectes et qu'une idée abandonnée proposée au 19e siècle est beaucoup plus proche de la vérité.
L'étude de l'herbe montre comment de simples modulations des règles de croissance, basées sur un modèle commun d'activités géniques, peuvent générer une remarquable diversité de formes de feuilles différentes, sans lesquelles nos jardins et nos tables à manger seraient beaucoup plus pauvres.
ARTICLE DE RECHERCHE
Richardson, AE, Cheng, J., Johnston, R., Kennaway, R., Conlon, BR, Rebocho, AB, Kong, H., Scanlon, MJ, Hake, S., Coen, E., 2021. Évolution de la feuille d'herbe par l'extension du primordium et le remodelage du pétiole-lame. Science. https://doi.org/10.1126/science.abf9407
