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L'évolution des angiospermes, des plantes à fleurs et à fruits est un problème en botanique. Une fois qu'ils ont évolué, les angiospermes se sont diversifiés et se sont répandus à travers le monde. Mais comment se sont-ils développés à partir des gymnospermes ? Une suggestion est que les Gnetales sont les gymnospermes les plus proches des angiospermes, qui peuvent s'être développés à partir de ceux-ci. La raison de cet argument se trouve autour de leurs ovules, les organes féminins qui se développent en graines.
Les graines de gymnospermes ont un tégument, une couche qui forme la couche externe de la graine. Les angiospermes, en revanche, ont deux téguments, une couche interne et externe. Les Gnetales sont quelque chose entre les deux. Ils ont un tégument mais aussi une enveloppe qui s'enroule autour de l'ovule. Cette enveloppe pourrait-elle être quelque chose qui s'est développé en un autre tégument chez les angiospermes ? Cecilia Zumajo-Cardona et Barbara Ambrose ont décidé de voir si les gènes connus pour travailler dans la construction du tégument chez les angiospermes ont également été trouvés à l'œuvre dans le développement des graines de Gnetum gnemon.
"Déterminer si leur rôle dans le développement du tégument est conservé en dehors des angiospermes nous permet de mieux comprendre leur impact sur l'évolution morphologique des ovules et d'élucider si le réseau génétique des ovules est conservé dans les plantes à graines", écrivent Zumajo-Cardona et Ambrose . « Par ailleurs, la connaissance des gènes agissant dans le développement des téguments permet de préciser la nature des enveloppes dans G. gnemon d'un point de vue moléculaire.
Les botanistes ont examiné comment les gènes de G. gnemon ont été exprimées dans les graines en développement. Le suivi de la variation de l'expression des gènes au fil du temps a permis aux scientifiques de savoir ce que faisaient les gènes.
« Ces analyses d'expression ont permis d'établir que les gènes initialement décrits comme étant impliqués dans le développement du tégument chez les angiospermes ne sont pas conservés chez toutes les plantes à graines. À leur tour, ces gènes semblent être impliqués dans le développement du mégasporange chez G. gnemon, suggérant que la fonction ancestrale des gènes pourrait être le développement de sporanges. De plus, selon les modèles d'expression rapportés ici chez les plantes à graines à divergence précoce, nos résultats fournissent des preuves qui appuient l'interprétation des téguments en tant que sporanges stérilisés », écrivent Zumajo-Cardona et Ambrose.
Les auteurs ont constaté que les enveloppes dans G. gnemon ne partageait pas de similitudes génétiques avec les angiospermes. Ils concluent que G. gnemon n'a certainement qu'un seul tégument, comme les autres gymnospermes. Tout en répondant à quelques questions, Zumajo-Cardona et Ambrose soulignent qu'ils ont également trouvé de nombreuses nouvelles énigmes.
"Des analyses d'expression différentielle dans les tissus disséqués des ovules sont encore nécessaires, ce qui pourrait révéler de nouveaux gènes candidats impliqués dans le développement des différentes structures des graines dans Gnétum. Fondamentalement, compte tenu de la morphologie unique de Gnétum ovules et l'histoire évolutive complexe de ces lignées de gènes, ajoutée à l'incertitude sur l'origine monophylétique ou polyphylétique de l'ovule, il est difficile d'extrapoler les résultats obtenus ici à d'autres gymnospermes.
Si vous souhaitez plus de détails, vous pouvez lire le journal ou regarder une présentation qu'ils ont donnée à Botany 2021 sur YouTube.
